Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Optimieren der Schnittandeutung bei einer Schneidemaschine, insbesondere bei einer Schneidemaschine zum Schneiden von gestapeltem, blattförmigem Gut aus Papier, Pappe odgl..

Aus der DE 31 16 292 A1 ist ein Verfahren zum Optimieren der Schnittandeutung bei einer Schneidemaschine bekannt. Die Schneidemaschine arbeitet derart, daß vor dem Schneiden von auf einem Tisch der Schneidemaschine befindlichem gestapeltem, blattförmigem Gut ein hydraulisch betätigbarer Preßbalken abgesenkt und vor dem Auflegen des Preßbalkens auf das Gut die Preßbalkendruckkraft herabgesetzt wird.

Bei der Schnittandeutung wird der Preßbalken auf das zu schneidende Gut abgesenkt, um den späteren Schnittverlauf zu überprüfen und eine möglicherweise nicht richtige Lage des Stapels korrigieren zu können. Für die Schnittandeutung ist bei der bekannten Schneidemaschine ein besonderer Schalter vorgesehen, bei dessen Betätigung bewirkt wird, daß der Arbeitsdruck des hydraulischen Mediums und damit die Betätigungskraft des Preßbalkens herabgesetzt wird, um Verletzungen zu vermeiden, falls bei der Schnittandeutung und gleichzeitigem Zurechtrücken eines Stapels die Finger einer Bedienungsperson zwischen den Preßbalken und den Stapel gelangen. Sicherheitsbestimmungen schreiben vor, daß die Maximalkraft des Preßbalkens auf den Stapel bei der Schnittandeutung nicht größer als 500 N sein darf. Um eine dennoch vorhandene Gefährdung der Bedienungsperson gänzlich auszuschließen, läßt sich bei der bekannten Schneidemaschine die Druckkraft des Preßbalkens während der Schnittandeutung weiter reduzieren. Hierfür ist neben einem ersten Druckbegrenzungsventil, das den Arbeitsdruck des hydraulischen Mediums so begrenzt, daß die Druckkraft des Preßbalkens maximal 500 N ist, ein zweites Druckbegrenzungsventil innerhalb einer Druckerzeugungsvorrichtung vorgesehen. Der Betätigungsvorrichtung für die Schnittandeutung ist eine elektrische Steuerschaltung zugeordnet, die die zum Schutz der Bedienungsperson beim Schnitt vorgesehene Lichtschrankenanordnung der Schneidemaschine derart aktiviert, daß diese bei Unterbrechnung des Lichtweges ein Signal erzeugt, das das erste Druckbegrenzungsventil unwirksam macht und das zweite Druckbegrenzungsventil einschaltet, womit die Kraft am Preßbalken vorzugsweise nur 100 N beträgt. Der Preßbalken wird mit hoher Geschwindigkeit abgesenkt, solange die Lichtschranke nicht unterbrochen ist, dagegen ist eine niedrige statische und dynamische Schnittandeuterkraft und eine geringe Absenkgeschwindigkeit vorhanden, wenn unter dem Preßbalken hantiert wird.

Nachteilig ist bei der beschriebenen Schneidemaschine, daß der Preßbalken nur dann langsam, bei verminderter Druckkraft, auf das zu schneidende Gut abgesenkt wird, wenn die Bedienungsperson im Bereich der bei Schneidemaschinen bereits vorhandenen Lichtschrankenanordnung hantiert. Ein sanftes Aufsetzen des Preßbalkens ist aber grundsätzlich anzustreben, insbesondere wenn der zu schneidende Stapel aus dünnen Blättern besteht. Abgesehen hiervon wird es im Sinne der Minimierung der Verfahrzeiten des Preßbalkens als nachteilig angesehen, daß die Absenkgeschwindigkeit des Preßbalkens durch die in erheblichem Abstand zum Preßbalken und zum Schneidmesser angeordnete Lichtschrankenanordnung eingeleitet wird, was zu einem zu frühen Herabsetzen der Absenkgeschwindigkeit des Preßbalkens beim Eingreifen in die Lichtschrankenanordnung führt.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Optimieren der Schnittandeutung anzugeben.

Das Verfahren zum Optimieren der Schnittandeutung bei einer Schneidemaschine, bei der vor dem Schneiden von auf einem Tisch der Schneidemaschine befindlichem gestapeltem, blattförmigem Gut ein hydraulisch betätigbarer Preßbalken auf dieses abgesenkt und vor dem Auflegen des Preßbalkens auf das Gut die Preßbalkendruckkraft herabgesetzt wird, ist dadurch gekennzeichnet, daß beim Absenken des Preßbalkens auf das zu schneidende Gut ein definierter Abstand des Preßbalkens zum Gut erfaßt wird und die Preßbalkendruckkraft beim Erfassen des definierten Abstandes oder zeitverzögert nach dem Erfassen des definierten Abstandes herabgesetzt wird.

Bei dem erfindungsgemaßen Verfahren ist vorgesehen, daß die Preßkraft des Preßbalkens immer dann, wenn der Preßbalken einen vorgegebenen Abstand vom zu schneidenden Gut aufweist, herabgesetzt wird. Von besonderer Bedeutung ist dabei, daß die Position des Preßbalkens sich immer an der Einlegehöhe des geschnittenen Gutes orientiert. Beträgt bei einer beispielsweise maximal möglichen Einlegehöhe des zu schneidenden Gutes von 165 mm dessen reale Einlegehöhe, das heißt die Höhe des Schneidgutstapels, nur 30 mm und ist vorgegeben, daß der Preßbalken in einem Abstand von beispielsweise 10 mm zum zu schneidenden Gut in seiner Preßbalkendruckkraft herabgesetzt wird, so entspricht dies einer Herabsetzung der Preßbalkendruckkraft in einem Abstand von 40 mm zur Tischoberfläche des das zu schneidende Gut aufnehmenden Tisches. Ist die Einlegehöhe beispielsweise 70 mm, so wird die Preßbalkendruckkraft bereits dann herabgesetzt, wenn der Preßbalken von der Tischfläche noch 80 mm entfernt ist. Erfindungsgemäß werden damit nur die relativen Abstände zwischen der Preßbalkenwirkfläche und der zugewandten Schneidgutstapeloberfläche erfaßt. Es wird als bevorzugt angesehen, wenn unmittelbar nach Erfassen der Distanz zwischen Preßbalken und Schneidgutstapel die Preßbalkendruckkraft herabgesetzt wird. Es kann aber auch möglich sein, in die Hydraulikschaltung ein Zeitglied zu integrieren, das nach der Erfassung des definierten Abstandes die Preßbalkendruckkraft geringfügig zeitverzögert herabsetzt.

Vorteilhaft wird bei einem Abstand des Preßbalkens vom zu schneidenden Gut von 10 bis 20 mm die Preßbalkendruckkraft herabgesetzt. Es ist damit einerseits gewährleistet, daß der Preßbalken mit großer Geschwindigkeit an das zu schneidende Gut herangeführt wird, aber dennoch die Herabsetzung der Preßbalkendruckkraft in ausreichendem Abstand vom zu schneidenden Gut erfolgt, so daß einerseits Verletzungsgefahren beim Klemmen von Gliedmaßen ausgeschlossen sind, andererseits der Preßbalken den Restweg zum zu schneidenden Gut bei verminderter Absenkgeschwindigkeit überbrückt.

Gemäß einem besonderen Merkmal wird der definierte Abstand der Preßbalkenunterkante zur Schneidgutstapeloberkante mittels eines stationär am Preßbalken in dessen Absenkrichtung vorlaufend angeordneten Erfassungselementes erfaßt. Durch die stationäre Anordnung des Erfassungselementes am Preßbalken bewegt sich dieses um dieselbe Weglänge und fühlt damit aufgrund dessen dem Preßbalken vorlaufende Anordnung die Position der Schneidgutstapeloberkante. Sobald das Erfassungselement die Schneidgutstapeloberkante erfaßt, wird die Preßbalkendruckkraft unmittelbar oder zeitverzögert herabgesetzt. Neben der stufenlosen Erfassung der relativen Positionen von Preßbalkenunterkante und Schneidgutstapeloberkante ist es auch möglich, deren Positionen gestuft zu ermitteln, indem eine Vielzahl stationärer Erfassungsorte vorgesehen sind, mittels derer die Position des Preßbalkens, insbesondere der Preßbalkenunterkante und der Schneidgutstapeloberkante erfaßt werden. Die Vielzahl der stationären Erfassungsorte ermöglicht in der Genauigkeit der Abstände benachbarter Erfassungsorte eine Aussage über die jeweilige Einlegehöhe, das heißt den Abstand der Schneidgutstapeloberkante von der Tischfläche sowie den Abstand der Markierung am Preßbalken, insbesondere der Preßbalkenunterkante von der Tischfläche oder der oberen Endstellung des Preßbalkens, so daß über diese Maße Rückschlüsse auf den Abstand zwischen Preßbalkenunterkante und Schneidgutstapeloberkante gezogen werden können. Haben Preßbalken und Schneidgutstapel den definierten Abstand erreicht, erfolgt die Herabsetzung der Preßbalkendruckkraft unmittelbar oder zeitverzögert.

Eine bevorzugt gestaltete Vorrichtung zum Schneiden von gestapeltem, blattförmigem Gut, wobei bei der Vorrichtung die Schnittandeutung optimiert ist, weist einen Tisch zur Aufnahme des zu schneidenden Gutes auf, ferner eine Vorschubeinheit für das zu schneidende Gut, einen auf das zu schneidende Gut absenkbaren, hydraulisch betätigbaren Preßbalken, ein benachbart zum Preßbalken angeordnetes, senkrecht zur Tischebene verfahrbares Schneidmesser, eine Betätigungsvorrichtung für die Schnittandeutung, sowie einen während der Schnittandeutung mit einer Schaltung für das Hydrauliksystem des Preßbalkens zusammenwirkenden Sensor, der in aktiviertem Zustand ein Signal erzeugt, das zu einer Herabsetzung des Preßdruckes des Preßbalkens führt, wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß der Sensor unterhalb des Preßbalkens und außerhalb dessen mit dem zu schneidenden Gut in Anlage gelangender Wirkfläche am Preßbalken angeordnet ist, und der Wirkabstand des Sensors von der Preßbalkenwirkfläche dem definierten Abstand von Preßbalkenunterkante und Schneidgutstapeloberkante entspricht, bei dem das Signal erzeugt wird, das zur Herabsetzung des Preßdruckes des Preßbalkens unmittelbar oder zeitverzögert führt. Bei dieser Gestaltung der Vorrichtung, bei der der Sensor mit dem Preßbalken zusammen verschiebbar ist, weist der Sensor bevorzugt ein erstes Element auf, das im Bereich der einen Stirnseite des Preßbalkens angeordnet ist, sowie ein zweites Element, das im Bereich der anderen Stirnseite des Preßbalkens angeordnet ist. Der Sensor erfaßt damit zwischen seinen beiden Elementen den zu schneidenden Stapel. Der Sensor selbst kann auf unterschiedliche Art und Weise ausgebildet sein, beispielsweise als Lichtschranke, die als Elemente eine Lichtquelle und eine Fotozelle aufweist.

Zweckmäßig ist der Sensor nicht nur außerhalb des Preßbalkens, sondern auch außerhalb der Tischfläche angeordnet. Der Preßbalken kann damit auf die Tischfläche abgesenkt werden, ohne daß es bei einem in üblicher Art und Weise gestalteten Tisch zu Beschädigungen des Sensors kommt. Grundsätzlich wäre es aber auch möglich, den Sensor innerhalb der vertikalen Tischprojektion anzuordnen und im Kollisionsbereich des Sensors mit der Tischfläche Ausnehmungen im Tisch vorzusehen. Hierbei wäre allerdings auch sicherzustellen, daß kein Schneidgut in den Wirkbereich des Sensors gelangen kann.

Eine weitere, bevorzugt gestaltete Vorrichtung zum Schneiden von gestapeltem, blattförmigem Gut, wobei bei der Vorrichtung die Schnittandeutung optimiert ist, sieht vor, daß statt des am Preßbalken angeordneten Sensors mehrere Sensoren in unterschiedlichen Abständen zur Tischebene im den Preßbalken führenden Maschinenrahmen angeordnet sind, wobei jeder Sensor parallel zur Tischebene wirksam ist, zur Ermittlung des aktuellen Höhenniveaus der Schneidgutstapeloberkante und der Preßbalkenunterkante relativ zur Tischfläche mittels der Sensoren, wobei bei einem definierten Abstandsniveau nicht aktivierter Sensoren die Herabsetzung des Preßdruckes des Preßbalkens unmittelbar oder zeitverzögert erfolgt. Es werden somit entsprechend der Einlegehöhe des zu schneidenden Gutes die diesem zugeordneten Sensoren aktiviert und auch entsprechend der Position des Preßbalkens die diesem zugeordneten Sensoren aktiviert. Die Anzahl der übereinander angeordneten, nicht aktivierten Sensoren ist ein Maß für den Abstand von Preßbalkenunterkante zu Schneidgutstapeloberkante, wobei die sich ergebende Meßgenauigkeit bzw. Meßungenauigkeit durch den Abstand benachbarter Sensoren zu berücksichtigen ist. Auch bei einer derartig gestalteten Vorrichtung sind die Sensoren zweckmäßig als Lichtschranken ausgebildet, die, wie zuvor beschrieben, das zu schneidende Gut zwischen den beiden Elementen jeder Lichtschranke erfassen.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in der Beschreibung der Figuren und in den Figuren dargestellt, wobei bemerkt wird, daß alle Einzelmerkmale und alle Kombinationen von Einzelmerkmalen erfindungswesentlich sind.

In den Figuren ist die Erfindung an zwei Ausführungsformen beispielsweise dargestellt, ohne auf diese beschränkt zu sein. Es zeigt:

Figur 1

eine vereinfachte Darstellung des oberen Bereiches einer Schneidemaschine im Mittellängsschnitt gemäß der Linie A-A in Figur 2, wobei dort der Preßbalken mit einer Lichtschranke versehen ist,

Figur 2

die Schneidemaschine gemäß Figur 1 in einer Vorderansicht gemäß Pfeil B in Figur 1,

Figur 3

eine Detaildarstellung der Schneidzone der in Figur 1 gezeigten Schneidemaschine, verdeutlicht für Schneidgut geringer Einlegehöhe,

Figur 4

die für das erfindungsgemäße Verfahren relevanten Teile der Schneidemaschine in einer Vorderansicht und

Figur 5

eine Darstellung gemäß Figur 1, wobei dort jedoch eine Vielzahl von Lichtschranken im Maschinenrahmen angeordnet sind.

Die Figuren 1 und 2 zeigen stark vereinfacht den oberen Bereich einer Planschneidemaschine zum Schneiden von Papier, Pappe oder dergleichen. Die Planschneidemaschine weist ein nicht gezeigtes Grundgestell auf, das einen Tisch 3 sowie den sich oberhalb des Tisches 3 erstreckenden Maschinenrahmen 9, der als Portalrahmen ausgebildet ist, aufnimmt. Der Tisch 3 weist eine in diesen eingelassene, sich über die gesamte Breite des Tisches 3 erstreckende Schneidleiste 4 auf. Gleichfalls über die gesamte Breite des Tisches 3 erstreckt sich eine Vorschubeinheit 2 mit einem Vorschubsattel 2a. Dieser ist in Richtung des Pfeiles C verfahrbar, womit sich die grundsätzliche Bewegungsrichtung des Schneidgutes während des Schneidverlaufes ergibt. In Vorschubrichtung C gesehen vor der Schneidleiste 4 ist das auf der ebenen Tischfläche 3a des Tisches 3 aufliegende und am Vorschubsattel 2a anliegende zu schneidende Gut 1 gezeigt, hinter der Schneidleiste 4 das geschnittene Gut 5 in Form dreier in sich verschobener Nutzen. Oberhalb der Schneidleiste 4 ist ein Schneidmesser 7 angeordnet. Gezeigt ist in den Figuren 1 und 2 die angehobene Position des Schneidmessers 7, aus dieser ist es in Richtung des Pfeiles D bis zur Schneidleiste 4 absenkbar. Benachbart zum Schneidmesser 7 ist auf deren der Vorschubeinheit 2 zugewandten Seite ein Preßbalken 8 vorgesehen, der aus der in den Figuren 1 und 2 gezeigten, angehobenen Position gleichfalls in Pfeilrichtung D auf das zu schneidende Gut 1 absenkbar ist. Schneidmesser 7 und Preßbalken 8 sind in dem diese oben und seitlich umschließenden Portalrahmen 9 der Planschneidemaschine geführt. Im Detail ist das Schneidmesser 7 mittels Schrauben 6 mit dem Messerbalken 11 verbunden. Das Messer 7, dessen Schneidkante 7a aus der Horizontalen geringfügig geneigt ist, ist mittels eines nicht gezeigten Kurbeltriebes in bekannter Art und Weise im ziehenden Schnitt bewegbar. Der Preßbalken 8 ist im Bereich seiner beiden Stirnseiten in den vertikalen Schenkeln 9a des Portalrahmens geführt und mittels eines hydraulischen Antriebes in Richtung des Pfeiles D bewegbar. Mit der Bezugsziffer 10 ist die Schneidebene des Schneidmessers 7 verdeutlicht, die senkrecht zur Tischfläche 3a und durch die Schneidleiste 4 verläuft. Mit der Bezugsziffer 12 ist das Bedienfeld der Planschneidemaschine bezeichnet.

Die insoweit beschriebene, bekannte Planschneidemaschine weist erfindungsgemäß in einer ersten Ausgestaltung gemäß der Darstellung der Figuren 1 bis 4 unterhalb seiner in Anlage mit dem zu schneidenden Gut 1 gelangenden Wirkfläche 8a einen Sensor in Form einer Lichtschranke auf, die als Elemente eine Lichtquelle 13 und eine Fotozelle 14 aufweist. Die Lichtquelle 13 und die Fotozelle 14 sind im Bereich der beiden gegenüberliegenden Stirnseiten des Preßbalkens 8 angeordnet, somit außerhalb dessen mit dem zu schneidenden Gut 1 in Anlage gelangenden Wirkfläche 8a, und auch außerhalb der Tischfläche 3a. In der Darstellung der Figur 2 sind die im Bereich der beiden Schenkel 9a des Portalrahmens 9 befindlichen Konturen von Lichtquelle 13, Fotozelle 14 und Preßbalken 8 mit strichlierten Linien verdeutlicht. Mit der Bezugsziffer 15 ist der Strahl der Lichtschranke bezeichnet, der in definiertem Abstand Z und parallel zur Wirkfläche 8a des Preßbalkens 8 verläuft.

Die Lichtschranke ist während des Betriebszustandes der Schnittandeutung, der durch Drücken zweier, in der Tischfront angeordneter Tasten 20 herbeigeführt wird, über eine elektrische Schaltung mit dem Hydrauliksystem für den Preßbalken 8 verbunden, wobei die Lichtschranke in aktiviertem Zustand, das heißt dann, wenn der Lichtstrahl 15 unterbrochen ist, das Hydrauliksystem des Preßbalkens 8 so ansteuert, daß der Preßdruck des Preßbalkens 8 herabgesetzt wird. Diese Herabsetzung des Preßdruckes kann unmittelbar bei Unterbrechung des Lichtstrahles 15 erfolgen oder aber auch zeitverzögert, das heißt dann, wenn der Lichtstrahl 15 unterbrochen wird, wird eine Zeitschaltung aktiviert, die nach einer definierten Zeitspanne nach Unterbrechung des Lichtstrahles 15 den Preßdruck des Preßbalkens herabsetzt. Dadurch, daß der Lichtstrahl 15 der Lichtschranke in Bewegungsrichtung D des Preßbalkens zu dessen Wirkfläche 8a um den Wirkabstand Z als definiertem Abstand vorlaufend angeordnet ist, wird das Signal zum unmittelbaren oder zeitverzögerten Herabsetzen des Preßdruckes des Preßbalkens 8 immer erst dann erzeugt, wenn auch der Abstand der Wirkfläche 8a des Preßbalkens 8, womit gleichbedeutend ist dessen Preßbalkenunterkante 8b zur Oberfläche 1a des zu schneidenden Gutes 1, womit gleichbedeutend ist dessen Schneidgutoberkante 1b, dem Wirkabstand Z entspricht.

Der Abstand der Lichtschranke 15 von der Preßbalkenunterkante 8b entspricht bei dem Ausführungsbeispiel 10 mm. Ist die Lichtschranke so gestaltet, daß die Aktivierung des Signales unmittelbar zum Herabsetzen der Preßbalkendruckkraft führt, erfolgt die Herabsetzung bei einem Abstand des Preßbalkens 8 vom zu schneidenden Gut von 10 mm. Ist ein Zeitglied zusätzlich vorgesehen, sollte das Maß Z größer sein, so daß sichergestellt ist, daß die Herabsetzung der Preßbalkendruckkraft bereits dann erfolgt ist, wenn noch keine Gefährdung der Bedienperson durch den Preßbalken gegeben ist.

Figur 5 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der statt der an der Unterseite des Preßbalkens 8 befestigten, horizontal wirksamen Lichtschranke eine Vielzahl von horizontal wirksamen Lichtschranken im Bereich der beiden Innenflächen 17 und 18 des Portalrahmens 9 angeordnet sind (siehe Figur 2). Das zu schneidende Gut 1 ist dort zum besseren Verständnis der Gestaltung der Schneidemaschine nicht gezeigt, die Bezugsziffer veranschaulicht einen am Tisch 3 angebrachten Seitenanschlag. Gezeigt sind in Figur 5 eine Vielzahl übereinander in definiertem Abstand zueinander angeordneter Fotozellen 14, entsprechend ist die Innenfläche 17 des Portalrahmens 9 mit einer Vielzahl beabstandet zueinander und übereinander angeordneter Lichtquellen versehen. Wird auf den Tisch 3 in der Schneidzone ein Stapel zu schneidenden Gutes 1 aufgelegt, so wird entsprechend der Einlegehöhe, das heißt der Stapelhöhe, eine oder mehrere der unteren Lichtschranken aktiviert. Beim Absenken des Preßbalkens 8 in Richtung des Pfeiles D werden von diesem entsprechend dessen Absenkstrecke ein oder mehrere der oberen Lichtschranken aktiviert, wobei mit zunehmender Absenkstrecke eine zunehmende Anzahl von Lichtschranken aktiviert wird, so daß sich die Zahl der nicht aktivierten Lichtschranken, die oberhalb des zu schneidenden Gutes 1 und unterhalb der Wirkfläche 8a des Preßbalkens 8 angeordnet sind, verringert. Die Anzahl der nicht aktivierten Lichtschranken ist ein Maß für den Abstand des Preßbalkens 8 vom zu schneidenden Gut 1. Die elektrische Schaltung, die mit dem Hydrauliksystem für den Preßbalken 8 zusammenwirkt, ist bei dieser Ausführungsform so ausgelegt, daß bei einem definierten Abstandsniveau, das heißt einer Bandbreite nicht aktivierter Lichtschranken, ausgedrückt durch den Wirkabstand Z als definiertem Abstand, die Herabsetzung des Preßdruckes des Preßbalkens 8 unmittelbar oder zeitverzögert erfolgt. Mit der Ausführungsform nach den Figuren 1 bis 4 übereinstimmende Teile sind in Figur 5 mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet, es gelten im übrigen die Anmerkungen zu dieser Ausführungsform betreffend das Optimieren der Schnittandeutung.

Nach dem Schnitt werden das Schneidmesser 7 und der Preßbalken 8 entgegen der Pfeilrichtung D in ihre Ausgangslage angehoben. Nach dem Trennen des Stapels in die Nutzen wird die Vorschubeinheit 2 entgegen der Pfeilrichtung C wieder in ihre Ausgangsposition zurückbewegt.