DE4130799A1 - Laengsschneidemaschine mit elektrischem stellantrieb fuer die messeranordnung - Google Patents
Laengsschneidemaschine mit elektrischem stellantrieb fuer die messeranordnungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Längsschneidemaschine mit
einer angetriebenen Untermesserwelle mit darauf ange
ordneten Untermessern und zugeordneten, gesondert gehalter
ten Obermessern, wobei die die Obermesser tragenden
Messerhalter eine Vorrichtung zum Heranführen der Obermesser
an die Untermesser und einen die Obermesser seitlich
gegen die Untermesser drückenden Messerkopf aufweisen.
Eine gattungsgemäße Ausrüstung für Längsschneidemaschinen
ist beispielsweise in der DE-PS 38 41 576 beschrieben,
in der allerdings auf die Untermesseranordnung nicht
eingegangen ist. Bei der daraus bekannten Obermesseran
ordnung wird sowohl das Absenken des Obermessers wie
auch dessen seitliches Anstellen an das Untermesser
über pneumatische angetriebene Anordnungen vorgenommen;
alternativ sind dazu aus dem Stand der Technik auch
hydraulische Antriebsanordnungen bekannt. Statt eines
absenkbaren Obermessers kann das Hinführen des Obermessers
zum Untermesser auch über Einschwenken des Obermessers
vorgenommen sein.
Mit einem derartigen Antriebssystem ist der Nachteil
verbunden, daß bei dessen Einsatz insbesondere keine
unmittelbaren Meßdaten über die Messereinstellung sowie
die Andrückeinstellung gewonnen werden können, so daß
sich Probleme hinsichtlich der Reproduzierbarkeit von
Schneidvorgängen ergeben. Als unerwünschte Folgen bisher
nicht reproduzierbarer Messereinstelldaten sind schlechte
Schnittqualitäten an den Schneidkanten der Material
bahnen sowie ein hoher Messerverschleiß festzustellen.
Maßgeblich für den Messerverschleiß ist insbesondere
die nicht ausreichende Feinregelung der Anpreßkraft,
die beim Betrieb der Längsschneidemaschine zwischen
Obermesser und Untermesser Schwingungen auftreten läßt,
welche die eingestellte Anpreßkraft überlagern; diese
Schwingungen ergeben impulsartige Belastungen insbesondere
des Obermessers und führen in Abhängigkeit vom Messermaterial
leicht zu Ausbrüchen derSchneide. Derartige Ausbrüche
verändern bereits das Gleichlaufverhalten des Messers
durch eine auftretende Unwucht, wodurch die
Schwingungen wiederum vergrößert werden und der Verschleiß
gradient des Messers steigt.
Als Folge davon treten bei bekannten Längsschneidemaschinen
nicht nur Ausschuß, sondern auch Stillstandzeiten für
die Beseitigung von Störfällen auf, die als Folge nicht
reproduzierbarer Messereinstelldaten auftreten. Als
weiterer Nachteil kommt hinzu, daß die Antriebssysteme
mechanisch relativ träge sind und daher den Anforderungen
hochmoderner Schneidmaschinen nicht mehr gerecht werden,
welche im Hinblick auf die sehr großen Schnittgeschwindigkei
ten häufig über eine mikroprozessorgestützte Steuerung
verfügen, in welche jedoch die relativ trägen Antriebssysteme
für die Obermessereinheiten nicht integrierbar sind.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine
Längsschneidemaschine mit den gattungsgemäßen Merkmalen
zur Verfügung zu stellen, die reproduzierbare Schnitt
daten schafft und im übrigen hinsichtlich der Obermesser
einheiten besser steuerbar und einstellbar ist; ein
besonderes Augenmerk gilt dabei der Regelung der Anpreß
kraft des Obermesers gegen das Untermesser.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich einschließlich
vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen aus
dem Inhalt der Patentansprüche, welche dieser Beschreibung
nachgestellt sind.
Die Erfindung sieht vor, daß als Antrieb für die Absenkvor
richtung ein Elektromotor mit einer spannungsabhängigen
Regelung des Absenkvorganges und als Antrieb für die
Andrückvorrichtung ein Elektromotor mit einer stromab
hängigen Regelung des Andrückvorganges vorgesehen sind;
die Elektromotoren sind dabei als geregelte Schrittmotoren
ausgeführt. Alternativ kann als Elektroantrieb auch
ein Elektromagnet vorgesehen sein. Damit ist der Vorteil
verbunden, daß die Steuerung für die in der Obermessereinheit
ablaufenden Vorgänge reproduzierbar ist, weil die jeweiligen
Stellungen des Obermessers besser ansteuerbar, regelbar
und in ihren Endlagen meßbar sind, so daß damit eine
hinreichende Datengrundlage für die Reproduktion von
abgewickelten Schneidvorgängen zur Verfügung steht.
Ferner erlaubt die Erfindung eine Zentralisierung der
Steuerung über zentrale Steuereinheiten für mehrere
Obermessereinheiten und damit eine Vereinheitlichung
der Schneidvorgänge.
Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorge
sehen, daß eine den Motoren zugeordnete Schaltung den
Absenkvorgang und den Andrückvorgang nacheinander ohne
zeitliche Überschneidung ansteuert, wobei vorteilhaft
für den Antrieb des Absenkvorganges wie auch für den
Antrieb des Andrückvorganges ein gemeinsamer Elektromotor
mit unterschiedlicher Regelung vorgesehen ist.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist zur
Steuerung des den Andrückvorgang bewirkenden Elektromotors
ein die Anpreßkraft des Obermessers gegen das Untermesser
erfassende Meß- und Signalvorrichtung vorgesehen, die
vorzugsweise aus einem als Drucksensor wirkenden Dehnungsmeß
streifen oder aus einem Piezoelement besteht. Insoweit
ist die Regelung des Elektromotors durch Soll/lst-Vergleich
ermöglicht.
Nach einem Ausführungsbeispiel erfolgt die Umsetzung
der Stellbewegung des Motors in die Bewegung eines geführten
Schlittens als Messerträger über Spindeln, wobei der
Elektromotor über ein Getriebe oder eine Zahnstange
unmittelbar mit einer entlang der Absenkachse angeordneten
Spindel und über einen Zahnriementrieb mit einer entlang
der Andrückachse angeordneten Spindel verbunden ist,
wobei die in der Andrückachse angeordnete Spindel als
Kugelrollspindel ausgebildet ist. Alternativ zu den
Spindeln können auch andere Linearmodule, zum Beispiel
Zahnstangen oder Spindel-Mutter-Triebe Verwendung finden.
Der durch die beiden Spindeln beaufschlagte Schlitten
ist sowohl in der Absenkachse verfahrbar als auch in
der Andrückachse, und es ist vorgesehen, diesen Schlitten
zweckmäßig als Kreuzschlitten auszubilden, der beide
Spindeln in sich aufnimmt und daher in beiden Achsen
verfahrbar ist. Mit einem Kreuzschlitten ist der Vorteil
einer entsprechenden Steifigkeit der Führungen verbunden,
so daß Maschine wie auch Messerhalter möglichst geringe
Eigenschwingungen aufweisen.
Zur Führung des Schlittens längs der zugehörigen Achsen
sind parallel zu den Spindeln angeordnete Stahlwellen
führungen vorgesehen, wobei die in der Absenkachse ange
ordnete Stahlwellenführung in zugeordneten Lagerböcken
gehalten ist.
Soweit bei einem Ausführungs
beispiel der Elektromotor über eine an ihn gekoppelte
Zahnriemenscheibe die Kugelrollspindel zur seitlichen
Bewegung des Messerträgers in Richtung der Andrückachse
beaufschlagt, soll nach der vorliegenden Erfindung zwischen
der Zahnriemenscheibe und der Kugelrollspindel eine Kupplung
mit einer Regelung des Übertragungsmomentes angeordnet sein,
um die über die Kugelrollspindel ausgeübte Andrückkraft für
das Obermesser mit größerer Empfindlichkeit regeln zu
können. Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die
entsprechende Kupplung hierzu beispielsweise als
Magnetpulverkupplung ausgeführt, deren Übertragungsmoment
dem beaufschlagten Strom proportional ist, und die somit die
Kupplung zwischen der Zahnriemenscheibe und der
Kugelrollspindel in Abhängigkeit von ihrer Bestromung
regelt. Auf diese Weise steht mit der Kupplung eine weitere
Regelgröße zur Verfügung, um die Andrückkraft entsprechend
einzustellen. Alternativ können aber auch andere
Kupplungssysteme Verwendung finden, die nach dem Prinzip
eines Dauerschlupfes in ihrer Momentübertragung regelbar
sind.
Weiterhin sind an den Messerhaltern der erfindungsgemäßen
Längsschneidemaschine Sensoren vorgesehen, die in zweck
mäßiger Weise bestimmte Abstände automatisch ermitteln und
die daraus folgenden Signale an eine Steuereinheit für die
Längsschneidemaschine beziehungsweise die Messerhalter
übermitteln.
Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist an dem
Schlitten als Halter für den Messerträger des Obermessers
über der Schneidkante des Obermessers sitzend ein Sensor
angeordnet, welcher den Abstand zur Messerschneidkante fort
laufend mißt. Damit ist in vorteilhafter Weise die Möglich
keit gegeben, in einfacher Weise eine Kontrolle der Über
lappungstiefe vorzunehmen. Darüber hinaus ist es in vorteil
hafter Weise möglich, auf eine Veränderung der Überlappungs
tiefe zu reagieren, die insbesondere dann auftritt, wenn
nachgeschliffene Messer mit einem anderen Messerdurchmesser
in der Schneidemaschine eingesetzt werden. Bei Verwirk
lichung der Erfindung ist es dann nicht mehr erforderlich,
die Messer vor ihrer Montage einzeln zu vermessen und mit
einer entsprechenden Dateneingabe halterbezogen zu mon
tieren. Stellt der diesbezügliche Sensor vielmehr eine Ver
änderung des Abstandes fest, so kann diese Abstandsver
änderung der Steuereinheit übermittelt und dort in eine
entsprechende Nachregelung der vertikalen Absenkung des
Messerträgers umgesetzt werden, so daß die Überlappung
zwischen Obermesser und Untermesser trotz eines geänderten
Messerdurchmessers mit der erforderlichen Genauigkeit
einzuhalten ist.
Nach einem weiteren Ausführungsbeipiel der Erfindung kann
zusätzlich an der dem Untermesser zugewandten Unterseite des
Messerhalters ein Sensor angeordnet sein, welcher den Ab
stand zwischen dem Messerhalter und dem Untermesser in
Richtung der Absenkachse der Obermessereinheit feststellt,
und aufgrund der unveränderbaren Zuordnung des Messerträgers
der Obermessereinheit zum Messerhalter ist auch über diesen
Sensor die Überlappungstiefe zwischen Obermesser und Unter
messer genau einzustellen. Dieser Sensor kann daher zweck
mäßig beim Einrichten der Längsschneidemaschine herangezogen
werden, da dieser Sensor jedenfalls dann arbeitsfähig ist,
wenn sich zwischen dem Messerhalter und dem Untermesser noch
keine Materialbahn befindet. Ist der Messerhalter hier über
diesen Sensor in die Sollstellung gebracht, kann dann in
Kombination mit dem weiteren Sensor zur Bestimmung des Ab
standes zur Schneidkante des Obermessers die einmal einge
stellte Überlappung eingehalten werden.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung sieht vor,
daß die Sensoren mit einer Steuereinheit für die Obermesser
einheit gekoppelt sind, so daß die von den Sensoren
ermittelten Daten in eine Maschinensteuerung umsetzbar sind.
Dabei ist es besonders zweckmäßig, daß die Steuereinheit
einen Auswerte- und Anzeigeteil zur Dokumentation von
verschleißabhängigen Kenngrößen aufweist, weil damit die
Möglichkeit besteht, im Sinne einer vorbeugenden Wartung
schon frühzeitig auftretende Fehler zu erkennen beziehungs
weise zu vermeiden. Zweckmäßig ist es dabei, die Steuerein
heit über eine geeignete Schnittstelle mit einem
Prozeßrechner zu verbinden, um entsprechende Überwachungs-
und Meldeabläufe zu automatisieren.
Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung sind an der
Längsschneidemaschine als Beschleunigungsaufnehmer ausge
legte Sensoren zur Ermittlung von Verschleißdaten ange
ordnet, wobei die aktuellen Ist-Daten in der Steuereinheit
mit den zugeordneten Soll-Werten zu vergleichen sind, so daß
über entsprechende Abweichungen eine Schadenfrüherkennung im
Sinne einer präventiven Wartung möglich ist.
Nach einem Ausführungsbeispiel ist der Schlitten hinsichtlich
seiner Bewegung in der Absenkachse mit einer Bremse
versehen, die nach Erreichen der zugeordneten Endstellungen
des Schlittens in der angehobenen und in der abgesenkten
Stellung des Obermessers aktivierbar ist. An den Enden
der jeweiligen Bewegungsachsen für den Schlitten sind
Endschalter angeordnet, die mit der Motorsteuerung gekoppelt
sind; vorzugsweise sind diese Endschalter als nullspannungs
sichere Näherungsschalter ausgebildet.
Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung
sieht vor, daß für mehrere Obermessereinheiten eine
zentrale Steuereinheit für die Stellmotoren der Obermesser
einheiten vorgesehen ist und daß alle Endschalter der
einzelnen Obermessereinheiten mit der Steuereinheit
verbunden sind. Damit ist sichergestellt, daß der Funktions
ablauf in der Obermessereinheit in sich regelbar und
gleichzeitig auch mit den Steuervorgängen in parallel
angeordneten Obermessereinheiten zusammenschaltbar ist.
Bei einer Längsschneidemaschine stellt sich das besondere
Problem, daß die Anpreßkraft des Obermessers gegen das
Untermesser sowie die durch Toleranzen beziehungsweise
Unwuchten bedingten Schwingungen zwischen Obermesser
und Untermesser über die von dem Elektromotor angesteuerte
Horizontal-Spindel nicht in genügender Weise aus
geregelt werden kann, so daß die zwischen Obermesser
und Untermesser auftretenden Schwingungen den Verschleiß
des Messers trotz exakter eingestellter Anpreßkraft
ungünstig beeinflussen. In einer besonderen Ausführungs
form liegt daher der Erfindung die ergänzende Aufgabe
zugrunde, eine Feinregelung zur Beseitigung der zwischen
Obermesser und Untermesser auftretenden Schwingungen
vorzusehen.
Als Lösung ist bei einem besonders bevorzugten Ausführungs
beispiel dazu eine an das Obermesser gekoppelte Dämpfungs
vorrichtung zum Ausgleich der zwischen Obermesser und
Untermesser auftretenden Schwingungen vorgesehen, wobei
diese auftretenden Schwingungen durch eine die Dämpfungs
vorrichtung steuernde Meßvorrichtung erfaßt werden.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung erzeugt die
Dämpfungsvorrichtung eine mit Phasenverschiebung von 180
Grad zur auftretenden Schwingung zwischen Obermesser und
Untermesser auf das Obermesser zu übertragende Gegen
schwingung gleicher Größe. Nach Ausführungsbeispielen
der Erfindung kann die Dämpfungsvorrichtung beispiels
weise entweder als ein über ein Magnethebelsystem
mit der Messergeschwindigkeit angepaßter Rotationsgeschwindigkeit
bewegter Exzenter ausgebildet sein; alternativ kann
die Dämpfungsvorrichtung aus einer die Gegenschwingung
auf das Obermesser übertragenden Membrane bestehen,
welche ihrerseits von der Meßvorrichtung beaufschlagt
ist; weiterhin besteht eine Möglichkeit darin, einen
die Gegenschwingung auf das Obermesser übertragenden
Resonanzkörper vorzusehen, der seinerseits durch Be
schallung entsprechend der gemessenen Schwingung zwischen
Obermesser und Untermesser in Schwingung versetzt wird.
Die Größe der zwischen Obermesser und Untermesser herrschenden
Schwingungen läßt sich mittels eines entsprechend angeordneten
Dehnungsmeßstreifens oder eines Piezoelementes messen und als
Vorgabe auf die Dämpfungsvorrichtung übertragen. Es versteht
sich, daß hierzu ein entsprechender Rechner vorzusehen
ist.
Mit einer derartigen Dämpfungsvorrichtung sind weitere
Vorteile verbunden; so gibt die ständige Erfassung der
Ist-Schwingungen die Möglichkeit eine Beschädigung des
Messers frühzeitig zu erkennen und somit die Maschine
gezielt bis zu einer geplanten Reparatur auszufahren,
womit unvorhergesehene und damit den Betriebsablauf
erheblich störendere Stillstandszeiten vermieden sind.
Weiterhin ist es möglich, aufgrund dieser Überwachung
auch andere, vorzugsweise härtere, jedoch damit auch
sprödere Werkstoffe zur Fertigung der Messerschneiden
einzusetzen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel wiedergegeben,
welches nachstehend beschrieben ist. Es zeigen
Fig. 1 eine Längsschneidemaschine mit Obermesser
und Untermesseranordnung in einer vereinfachten
Prinzipdarstellung,
Fig. 2 eine Obermessereinheit der Stellvorrichtungen
in einer schematischen-Darstellung,
Fig. 3 eine Obermessereinheit der Stellvorrichtungen
mit zugeordneten Sensoren.
Wie sich aus Fig. 1 ergibt, ist in der Längsschneide
maschine eine Untermesserwelle 10 angeordnet, die ihrerseits
von einem nicht dargestellten Antrieb in Drehung versetzt
wird; auf dieser Untermesserwelle sitzen im Abstand,
beispielsweise von 6 mm, Untermesser 11.
Den Untermessern zugeordnet sitzen auf einer Verbindungs
stange 29 vorzugsweise mehrere mit Abstand zueinander,
beispielsweise mit 150 mm, angeordnete Obermesserein
heiten 12, die seitlich in Richtung der Pfeile 16 verschieb
bar sind, um unterschiedliche Schnittbreiten an der
Maschine einzustellen.
Jede Obermessereinheit 12 umfaßt eine Absenkvorrichtung
13 und eine seitliche Andrückvorrichtung 14, an deren
Ende das Obermesser 15 sitzt; wird das Obermesser 15
in der abgesenkten Stellung gegen das Untermesser 11
gedrückt, so ergibt sich ein von dem Untermesser ausgehender
Antrieb für das nicht getriebene Obermesser. In der
Zeichnung ist ergänzend mit 17 die Absenkachse und mit
18 die Andrückachse bezeichnet.
Aus Fig. 2 ergibt sich nun näher die Ausbildung einer
Obermessereinheit 12; bei dem dargestellten Ausführungs
beispiel ist ein Stellmotor 19 über ein Getriebe 20
mit einer Spindel 21 verbunden, die in Richtung der
Absenkachse 17 angeordnet ist. Auf der Spindel 21 ist
ein Schlitten 24 verschiebbar, und zur besseren Führung
des Schlittens sind seitliche Stahlwellenführungen 23
in zugeordneten Lagerböcken angeordnet.
Der Schlitten 24 ist bei dem dargestellten Ausführungs
beispiel als Kreuzschlitten ausgebildet, der neben seiner
Verschiebung in Richtung der Absenkachse 17 auch eine
seitliche Bewegung in Richtung der Andrückachse 18 vollziehen
kann. Hierzu ist der Schlitten 24 über in der Andrückachse
18 angeordnete Stahlwellenführungen 27 geführt und über
eine Spindel 25 bewegbar, die ihrerseits mittels einer
Zahnriemenscheibe 26 und eines nicht weiter dargestellten
Zahnriemens mit dem Stellmotor 19 verbunden ist. An
dem Schlitten 24 sitzt ein Messerträger 28 für das Ober
messer 15, so daß die seitliche Verschiebung in Richtung
der Andrückachse 18 das Obermesser 15 in Anlage an dem
Untermesser 11 bringt.
ln der Zeichnung sind einige Funktionsdetails nicht
dargestellt, die aber Bestandteil der Erfindung sein
können. So kann in dem Schlitten 24 eine Bremse vorge
sehen sein, die nach Erreichen der zugeordneten Schnitt
position den Schlitten 24 in der Absenkachse festsetzt
und damit ein mögliches Absinken bei Netzausfall oder
aufgrund von Erschütterungen, die von den hochrotierenden
Messern herrühren, vermieden ist. Die Bremse kann gleich
falls den Schlitten in der oberen Endstellung festsetzen,
in welcher die Ausgangsposition für die jeweilige Ansteuerung
des Schneidvorganges festgelegt ist.
Weiterhin weist die Obermessereinheit 12 an den Enden
der jeweiligen Bewegungsbahnen Endschalter auf, die
mit der Motorsteuerung verbunden sind, so daß bei Erreichen
dieser Endstellungen keine weitere Antriebsenergie für
den Schlitten 24 vermittelt wird. Diese Endschalter
sind vorzugsweise als nullspannungssichere Näherungs
schalter ausgeführt.
Zwischen der Zahnriemenscheibe 26, welche in einer nicht
dargestellten Weise mit dem Motor 19 in Verbindung steht und
der Kugelrollspindel 25 zur seitlichen Bewegung des Messer
trägers 28 ist eine Kupplung 30 angeordnet, die im
vorliegenden Fall als Magnetpulverkupplung ausgebildet und
in Abhängigkeit von der Regelung der Andrückkraft mit Strom
beaufschlagbar ist. Durch die Einschaltung dieser Kupplung
ist eine vergleichsweise feine Regelung der Andrückkraft für
das Obermesser 15 an das Untermesser 11 möglich.
An dem Schlitten 24 ist oberhalb des Obermessers 15 über
dessen Schneidkante sitzend ein Sensor 31 angebracht, der
den Abstand zwischen dem Sensor 31 und der Schneidkante des
Obermessers 15 mißt. Kommt es zu einem Verschleiß des Ober
messers, so vergrößert sich dieser Abstand, und diese Ab
standsvergrößerung kann in eine Nachregelung der
Überlappungstiefe zwischen Obermesser 15 und Untermesser 11
umgesetzt werden.
An der Unterseite der am Messerhalter ortsfest angeordneten
Lagerböcke 22 ist ein weiterer Sensor 32 angeordnet, welcher
den Abstand zu den darunter sitzenden Untermessern 11 be
stimmt. Mit Hilfe dieses Sensors kann beim Einrichten der
Längsschneidemaschine die Überlappungstiefe zwischen Ober
messer 15 und Untermesser 11 sehr genau eingestellt werden,
indem der Schlitten 24 in Richtung der Absenkachse des
Messerhalters längs der Spindel 21 verfahren wird, bis der
Sensor 32 einen Abstand zum Untermesser 11 anzeigt, welcher
unter Berücksichtigung der Anordnung des Messerträgers 28 in
dem Schlitten 24 die gewünschte Überlappungstiefe zwischen
Obermesser 15 und Untermesser 11 ergibt.
Aus der Fig. 3 ist ferner die Anordnung von zusätzlichen Sen
soren 33 ersichtlich, die als Beschleunigungsaufnehmer
ausgebildet und an entsprechend beanspruchten Teilen der
Längsschneidemaschine angeordnet sind. Über die Beschleu
nigungsaufnehmer werden insbesondere die beim Betrieb der
Längsschneidemaschine entstehenden Schwingungen gemessen,
und die im Betrieb ermittelten Ist-Werte sind mit einer
Soll-Kurve vergleichbar, die beispielsweise beim Einfahren
der Maschine im Neuzustand aufstellbar ist. Aus der Ab
weichung zwischen der Soll-Kurve und den ermittelten Ist-
Werten sind dann Rückschlüsse über auftretende
Verschleißerscheinungen zu ziehen, so daß im Wege einer
vorbeugenden Wartung eingegriffen werden kann. Da diese
Werte auch einer zentralen Steuereinheit übermittelt werden
können, ist der Ablauf der diesbezüglichen Kontrolle und
Anzeige automatisiert.
Soll eine erfindungsgemäße Längsschneidemaschine für einen
Schneidvorgang vorbereitet werden, so ist sicherzustellen,
daß jede Obermessereinheit 12 mit zugeordnetem Obermesser
15 zwischen zwei Untermessern 11 steht, was eine entsprechende
Überwachung der Stellung der Obermessereinheiten 12
auf der Stange 29 in Richtung der Achse 16 voraussetzt.
Ist diese Stellung überprüft, so erfolgt das Absenken
des Schlittens 24 in Richtung der Absenkachse 17 bis
zu einer vorgegebenen Stellung. Beim Absenkvorgang wird
der Stellmotor 19 spannungsabhängig geregelt und positioniert
das Obermesser 15 mit einer Genauigkeit von +/-0,1 mm,
wobei nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zwei
einstellbare Geschwindigkeiten für die Bewegung des
Schlittens 24 in Richtung der Achse 17 vorgesehen sein
können; in einem Annäherungsbereich kann eine größere
Geschwindigkeit gefahren werden, als bei Annäherung
an die vorgewählte Position zum Überlappen mit dem Unter
messer, so daß dieser Annäherungsvorgang mit einer ge
ringeren Geschwindigkeit vollzogen wird.
Hat der Schlitten in Richtung der Absenkachse 17 seine Position
erreicht, so erfolgt ohne zeitliche Überlappung nun über
die Zahnriemenscheibe 26 ein Antrieb der Spindel 25 für
die Verschiebung des Schlittens 24 in Richtung der Andrück
achse 18, und während dieses Verschiebevorganges wird der
Motor 19 stromabhängig geregelt; mit zunehmendem Andruck
des Obermessers an das Untermesser erreicht nämlich
der dadurch verursachte Anstieg des Motorstroms einen
Wert, der dem umgerechneten Wert der Druckvorgabe zwischen
den Messern entspricht; weiterhin wird über einen ent
sprechend vorgesehenen Dehnungsmeßstreifen die ausgeübte
Anpreßkraft gemessen. Durch stetiges Regeln und Nach
regeln kann die Motorsteuerung für ein annähernd konstantes
Moment sorgen, welches den Andruck mit einer zugelassenen
Toleranz von ± 10% des Sollwertes stabil hält; beispiels
weise ist der Andruck auf Werte zwischen 1,5 und 8,5 kp
programmierbar.
Bei einer einmal eingestellten Anpreßkraft ist aufgrund
der vorgesehenen Dämpfungsvorrichtung nun eine Feinsteuerung
der Anpreßkraft mit Ausgleich der zwischen Obermesser
und Untermesser wirkenden Schwingungen möglich, indem
an dem Obermesser die auftretenden Schwingungen durch
entsprechende Gegenschwingungen ausgeregelt werden.
Soweit nach dem Abschluß des Schneidvorganges der Schlitten
wieder seine Ausgangsposition in der angehobenen Stellung
eingenommen hat, kann die dadurch verursachte Meldung
der Endschalter kontrolliert werden und den Hinweis
ergeben, daß alle Obermessereinheiten in ihrer Ausgangs
stellung sind und somit für den nächsten Schneidvorgang
zur Verfügung stehen.
Besonders vorteilhaft ist eine entsprechende Steuerung
dann, wenn mehrere Obermessereinheiten 12 an eine zentrale
Steuereinheit für die zugeordneten Stellmotoren 19 gekoppelt
sind, wobei insbesondere auch die Endschalter an diese
zentrale Einheit angeschlossen sind, damit die hiervon
ausgehenden Meldungen zentral erfaßt werden können.
Eine solche Zentraleinheit erleichtert dann nicht nur
die Bedienung der Längsschneidemaschine, sie gibt auch
die Möglichkeit, die Schneidvorgaben zwischen den einzelnen
Obermessereinheiten 12 exakt gleich einzustellen, so
daß alle Obermessereinheiten 12 den Schneidvorgang mit
den gleichen Schneiddaten vollziehen.
Nach der Erfindung ist ebenfalls vorgesehen, die bei
Verwirklichung der Erfindung benötigten Signal- und
Steuervorrichtungen kompatibel mit an heute betriebenen
Längsschneidemaschinen-Anlagen vorhandenen handelsüblichen
Steuer- bzw. Regelsystemen auszubilden, damit insoweit
Kombinationen von herkömmlichen Längsschneidemaschinen
und erfindungsgemäßen Maschinen möglich sind und auf
vorhandene Schnittstellen zurückgegriffen werden kann.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Patentansprüchen,
der Zusammenfassung und der Zeichnung offenbarten Merkmale
des Gegenstandes dieser Unterlagen können einzeln als
auch in beliebigen Kombinationen untereinander für die
Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen
Ausführungsformen wesentlich sein.
Claims (34)
1. Längsschneidemaschine mit einer angetriebenen Unter
messerwelle mit darauf angeordneten Untermessern und
zugeordneten, gesondert gehalterten Obermessern,
wobei die die Obermesser tragenden Messerhalter
eine Vorrichtung zum Heranführen der Obermesser an
die Untermesser und einen die Obermesser
seitlich gegen die Untermesser drückenden
Messerkopf aufweisen, dadurch gekennzeichnet,
daß als Antrieb für die Absenkvorrichtung
(13) ein Elektromotor (19) mit einer spannungsabhängigen
Regelung des Absenkvorganges und als Antrieb für die
Andrückvorrichtung ein Elektromotor (19) mit einer
stromabhängigen Regelung des Andrückvorgangs vorgesehen
sind.
2. Längsschneidemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß als Antrieb für die Andrückvorrichtung ein Elektromagnet
vorgesehen ist.
3. Längsschneidemaschine nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet
durch eine den Elektroantrieben (19) zugeordnete Schaltung,
welche den Absenkvorgang und den Andrückvorgang
nacheinander ohne zeitliche Überschneidung ansteuert.
4. Längsschneidemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung des den Andrückvor
gang des Obermessers (15) bewirkenden Elektromotors
(19) eine die Anpreßkraft des Obermessers (15)
gegen das Untermesser (11) erfaßende Meß- und Signal
vorrichtung vorgesehen ist.
5. Längsschneidemaschine nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die als Drucksensor ausgebildete
Meßvorrichtung aus einem Dehnungsmeßstreifen besteht.
6. Längsschneidemaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß als Meß- und Signalvorrichtung ein Piezoelement vor
gesehen ist.
7. Längsschneidemaschine nach einem der Ansprüche
1-6, dadurch gekennzeichnet, daß für den Antrieb
des Absenkvorganges und den Antrieb des Andrückvorganges
ein gemeinsamer Elektromotor (19) mit unterschiedlicher
Regelung vorgesehen ist.
8. Längsschneidemaschine nach Anspruch 7, dadurch
gekennzeichnet, daß der Elektromotor (19) über
ein Getriebe (20) unmittelbar mit einer in Richtung
der Absenkachse (17) der Obermessereinheit (12)
angeordneten Spindel (21) und mit einer in Richtung
der Andrückachse (18) der Obermessereinheit (12)
angeordneten Kugelrollspindel (25) über einen Zahn
riementrieb verbunden ist.
9. Längsschneidemaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß der Elektromotor (19) über eine Zahnstange mit
der Spindel (21) verbunden ist.
10. Längsschneidemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß der das Obermesser (15)
haltende Messerträger (28) an einem längs der Spindel (21)
in Richtung der Andrückachse (18) angeordnete Kugel
rollspindel (25) seitlich verfahrbar ist.
11. Längsschneidemaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß der Schlitten als ein beide Spindeln (21, 25) in
sich aufnehmender Kreuzschlitten (24) ausgebildet ist.
12. Längsschneidemaschine nach Anspruch 10 oder 11, dadurch
gekennzeichnet, daß das Obermesser (15) unmittelbar
an dem Schlitten (24) gehaltert ist.
13. Längsschneidemaschine nach Anspruch 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß zur Führung des Schlittens (24) längs
der in Richtung der Achsen (17, 18) angeordneten Spindeln
(21, 25) zusätzliche Geradführungen (23, 27) vorgesehen
sind, wobei die in Richtung der Absenkachse (17) angeordnete
Geradführung (23) in zugeordneten Lagerböcken (22)
gehalten ist.
14. Längsschneidemaschine nach Anspruch 13, dadurch
gekennzeichnet, daß die Geradführungen (23, 27)
als Stahlwellenführungen ausgebildet sind.
15. Längsschneidemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis
14, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einer vom
Motor (19) angetriebenen Zahnriemenscheibe (26) und
der Kugelrollspindel (25) eine Kupplung (30) mit einer
Regelung des Übertragungsmomentes angeordnet ist.
16. Längsschneidemaschine nach Anspruch 15, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Kupplung (30) als Magnetpulverkupplung
ausgebildet ist.
17. Längsschneidemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis
16, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Schlitten (24)
als Halter für den Messerträger (28) des Obermessers
(15) über der Schnittkante des Obermessers (15) sitzend
ein Sensor (31) zur Messung des Abstandes zur Messerschneid
kante angeordnet ist.
18. Längsschneidemaschine nach Anspruch 1 oder einem der
Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß an
der dem Untermesser (11) zugewandten Unterseite (22)
der Obermessereinheit (12) ein Sensor (32) zur Bestimmung
des Abstandes der Obermessereinheit (12) zum Untermesser
(11) angeordnet ist.
19. Längsschneidemaschine nach Anspruch 17 oder 18, dadurch
gekennzeichnet, daß die Sensoren (31, 32) mit einer
Steuereinheit für die Obermessereinheit (12) gekoppelt
sind.
20. Längsschneidemaschine nach Anspruch 19, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Steuereinheit einen Auswerte- und
Anzeigeteil zur Dokumentation von verschleißabhängigen
Kenngrößen aufweist.
21. Längsschneidemaschine nach Anspruch 19 oder 20, dadurch
gekennzeichnet, daß die Steuereinheit über eine geeignete
Schnittstelle mit einem Prozeßrechner verbindbar ist.
22. Längsschneidemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis
21, dadurch gekennzeichnet, daß an der Längsschneidemaschine
als Beschleunigungsaufnehmer ausgelegte Sensoren (33)
zur Ermittlung von Verschleißdaten angeordnet sind.
23. Längsschneidemaschine nach einem der Ansprüche
1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten
(24) hinsichtlich seiner Bewegung in Richtung der
Absenkachse (17) mit einer Bremse versehen ist,
die nach Erreichen der zugeordneten Endstellungen
des Schlittens (24) in der angehobenen und in der
abgesenkten Stellung des Schlittens (24) aktivierbar
ist.
24. Längsschneidemaschine nach einem der Ansprüche
1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß an den Enden
der Bewegungsachsen (17, 18) Endschalter angeordnet
sind, die mit der Motorsteuerung gekoppelt sind.
25. Längsschneidemaschine nach einem der Ansprüche
1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß für mehrere
Obermessereinheiten (12) eine zentrale Steuereinheit
für die Stellmotoren (19) der Obermessereinheiten
(12) vorgesehen sind und daß alle Endschalter der
einzelnen Obermessereinheiten (12) mit der Steuer
einheit verbunden sind.
26. Längsschneidemaschine insbesondere nach einem der
Ansprüche 1 bis 23, gekennzeichnet durch eine an
das Obermesser (15) gekoppelte Dämpfungsvorrichtung
zum Ausgleich der zwischen Obermesser (15) und
Untermesser (11) auftretenden Schwingungen.
27. Längsschneidemaschine nach Anspruch 26, gekennzeichnet
durch eine die Dämpfungsvorrichtung steuernde Meß
vorrichtung für die zwischen Obermesser (15) und
Untermesser (11) auftretenden Schwingungen.
28. Längsschneidemaschine nach Anspruch 26 oder 27,
dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsvorrichtung
an dem Obermesser (11) eine mit Phasenverschiebung
von 180 Grad zur jeweiligen zwischen Obermesser
(15) und Untermesser (11) auftretenden Schwingungen
auf das Obermesser (15) zu übertragende Gegenschwingung
gleicher Größe erzeugt.
29. Längsschneidemaschine nach einem der Ansprüche 26 bis
28, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsvorrichtung
aus einem über ein Magnethebelsystem mit der Messer
geschwindigkeit angepaßter Rotationsgeschwindigkeit
bewegten Exzenter gebildet ist.
30. Längsschneidemaschine nach einem der Ansprüche 26 bis
28, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsvorrichtung
aus einer die Gegenschwingung auf das Obermesser (15)
übertragenden Membrane besteht, die ihrerseits von
der Meßvorrichtung beaufschlagt ist.
31. Längsschneidemaschine nach einem der Ansprüche 26 bis
28, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsvorrichtung
aus einem die Gegenschwingung auf das Obermesser (15)
übertragenden Resonanzkörper besteht, der seinerseits
entsprechend den Meßwerten durch Beschallung in
Schwingung versetzt wird.
32. Längsschneidemaschine nach einem der Ansprüche 26 bis
31, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßvorrichtung
aus einem die Feinschwingung des Obermessers (15)
erfassenden Dehnungsmeßstreifen besteht.
33. Längsschneidemaschine nach einem der Ansprüche 26 bis
31, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßvorrichtung
aus einem Piezoelement besteht.
34. Längsschneidemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis
33, gekennzeichnet durch eine mit an bestehenden Anlagen
vorhandenen, handelsüblichen Steuer- und Regelsystemen
kompatible Signal- und Steuervorrichtung.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914130799 DE4130799A1 (de) | 1990-09-19 | 1991-09-16 | Laengsschneidemaschine mit elektrischem stellantrieb fuer die messeranordnung |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4029693 | 1990-09-19 | ||
DE19914130799 DE4130799A1 (de) | 1990-09-19 | 1991-09-16 | Laengsschneidemaschine mit elektrischem stellantrieb fuer die messeranordnung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4130799A1 true DE4130799A1 (de) | 1992-03-26 |
Family
ID=25897009
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19914130799 Withdrawn DE4130799A1 (de) | 1990-09-19 | 1991-09-16 | Laengsschneidemaschine mit elektrischem stellantrieb fuer die messeranordnung |
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Country | Link |
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DE (1) | DE4130799A1 (de) |
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- 1991-09-16 DE DE19914130799 patent/DE4130799A1/de not_active Withdrawn
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