AT527474B1

AT527474B1 - Vorrichtung zur behandlung eines fasermaterials

Info

Publication number: AT527474B1
Application number: ATA50588/2024A
Authority: AT
Inventors: Ostermann Dipl -Ing Bernhard
Original assignee: Andritz Ag Maschf
Priority date: 2024-07-16
Filing date: 2024-07-16
Publication date: 2025-03-15
Also published as: AT527474A4; WO2026017280A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Behandlung eines Fasermaterials, umfassend ein Gehäuse (1), eine Schnecke (2) und ein Lager (3), wobei die Schnecke (2) in dem Lager (3) einseitig und in Richtung der Rotationsachse (4) verschiebbar gelagert ist. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (3) als Gleitlager (7) mit einer Lagerbuchse (8) oder als hydrostatisches Radiallager ausgebildet ist. Die Erfindung erlaubt die Aufnahme von hohen Axial- und Radialkräften bei gleichzeitig kompakter Bauweise.

Description

Beschreibung

VORRICHTUNG ZUR BEHANDLUNG EINES FASERMATERIALS

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Behandlung eines Fasermaterials, umfassend ein Gehäuse, eine Schnecke und ein Lager, wobei die Schnecke in dem Gehäuse um eine Rotationsachse rotierbar angeordnet ist, das Fasermaterial über einen Einlass der Vorrichtung zuführbar ist, in einem Behandlungsraum das Fasermaterial zwischen dem Gehäuse und der Schnecke behandelbar ist, das Lager von dem Behandlungsraum getrennt, insbesondere hydraulisch getrennt, angeordnet ist, wobei die Schnecke in dem Lager einseitig und in Richtung der Rotationsachse verschiebbar gelagert ist.

[0002] Vorrichtungen zur Behandlung eines Fasermaterials zwischen einem Gehäuse und einer Schnecke sind im Stand der Technik wohl bekannt. Solche Vorrichtungen können beispielsweise als Stopfschnecke, Förderschnecke, Mazerationsschnecke oder Kompressionsschnecke ausgebildet sein, wobei die Behandlung beispielsweise in der Kompression, Entwässerung oder Mazeration des Fasermaterials besteht. Typischerweise wird in einem Behandlungsraum das Fasermaterial zwischen dem Gehäuse und der Schnecke behandelt, während die Schnecke das Fasermaterial durch den Behandlungsraum transportiert. Das Fasermaterial wird aus der Vorrichtung an bzw. nahe einem Ende der Schnecke ausgetragen. Aus Letzterem folgt, dass solche Vorrichtungen eine einseitige Lagerung der Schnecke im Gehäuse erfordern, wobei typischerweise der Einlass für das Fasermaterial zwischen dem Lager und dem Austritt aus der Vorrichtung angeordnet ist, wobei das Lager dem Austritt gegenüberliegend angeordnet ist. Insbesondere kann in diesen Vorrichtungen eine Verschiebbarkeit der Schnecke im Gehäuse vorgesehen sein, was eine Regelung der Behandlung, beispielsweise der Kompression oder der Mazeration, erlaubt, jedoch auch eine komplexe Ausgestaltung der einseitigen Lagerung erfordert. Typischerweise werden zur Lagerung Wälzlager eingesetzt. Wälzlager weisen einen komplexen Aufbau auf und erfordern beispielsweise innere bzw. äußere Lagerringe zur Aufnahme der Wälzkörper. Die verschiebliche Lagerung der Schnecke wird beispielsweise durch eine verschiebliche Lagerung des Wälzlagers erreicht, wobei das Wälzlager relativ zu der Schnecke nicht verschieblich ist, das Wälzlager aber relativ zu dem Gehäuse beweglich ausgeführt ist.

[0003] Ziel der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Behandlung eines Fasermaterials, wobei eine möglichst robuste, einfache und kostengünstige Lagerung der Schnecke erreicht wird, und die Lagerung weiterhin die anwendungstypischen großen Kräfte aufzunehmen vermag, bei weiterhin gegebener große Verschiebbarkeit der Schnecke.

[0004] Dies gelingt erfindungsgemäß dadurch, dass das Lager als Gleitlager mit Lagerbuchse oder als hydrostatisches Radiallager ausgebildet ist. Es ist festzuhalten, dass die erfindungsgemäße Schnecke in dem Lager einseitig, relativ zu dem Gehäuse in Richtung der Rotationsachse verschiebbar und um eine Rotationsachse rotierbar gelagert ist. Der Vorrichtung wird das Fasermaterial über den Einlass zugeführt, wobei der Einlass für das Fasermaterial zwischen dem Lager und einem Austritt aus der Vorrichtung angeordnet ist. Das Fasermaterial wird vom Einlass über die Schnecke durch den Behandlungsraum transportiert, wobei das Fasermaterial zwischen der Schnecke und dem Gehäuse behandelt wird. Der Austrag des Fasermaterials aus der Vorrichtung erfolgt an bzw. nahe einem Ende der Schnecke. Erfindungsgemäß ist die Schnecke einseitig gelagert, was bedeutet, dass der Einlass zwischen dem Austritt und dem Lager angeordnet ist, bzw. dass das Lager dem Austritt gegenüberliegend angeordnet ist, wobei die Schnecke auskragend in dem Lager gelagert ist. Typischerweise ist das Lager zwischen dem Einlass und einem Antrieb angeordnet, wobei optional zwischen dem Lager und dem Antrieb ein Getriebe angeordnet ist. Die Schnecke an sich kann einteilig oder mehrteilig ausgeführt sein, und umfasst insbesondere eine durch das Lager geführte Welle der Schnecke. Die Lagerung der Schnecke erfolgt somit insbesondere über die Lagerung der Welle der Schnecke. Weiter umfasst die Schnecke im Behandlungsraum eine Wendel zur Behandlung des Fasermaterials. Das Gehäuse der Vorrichtung kann einteilig oder mehrteilig sein, wobei das Gehäuse auch das Lager räumlich umfasst. Erfindungsgemäß ist das Lager von dem Behandlungsraum getrennt, insbesondere hydraulisch

getrennt. Diese Trennung, bzw. hydraulische Trennung, kann durch konstruktive Maßnahmen wie zum Beispiel die konstruktive Anordnung des Lagers im Gehäuse - erzielt werden, bzw. beispielsweise durch Anordnung von Dichtungen zwischen dem Lager und dem Behandlungsraum. Dies soll verhindern, dass Schmiermittel aus dem Lager dem Behandlungsraum zuführbar sind. Bevorzugte Schmiermittel sind Ol oder Fett. Der erfindungsgemäße Gegenstand umfasst dabei ein als Gleitlager ausgebildetes Lager, wobei das Gleitlager über eine Lagerbuchse ausgebildet ist. Bevorzugt ist die Lagerbuchse ringförmig ausgestaltet. Die Schnecke führt in der Lagerbuchse die Rotationsbewegung aus, wobei die Lagerbuchse typischerweise nicht rotierbar ausgebildet ist. Alternativ ist das Lager als hydrostatisches Radiallager ausgebildet. Dabei ist als hydrostatisches Radiallager ein Lager bezeichnet, das im Wesentlichen zur Aufnahme von Radialkräften ausgebildet ist und einen Schmiermittelkreislauf aufweist, welcher mit einer Pumpe aufrechterhalten wird, wobei das Schmiermittel durch eine Lagerspalt bzw. einen Gleitbereich führbar ist. Die Lagerung der Schnecke über das als Gleitlager bzw. als hydrostatisches Radiallager ausgebildete Lager erlaubt zum einen die Aufnahme von anwendungstypisch großen Radialkräften, welche normal zur Richtung der Rotationsachse ausgebildet sind. So kann das Lager beispielsweise zur Aufnahme von Radialkräften größer 35 kN und insbesondere größer 70 kN ausgebildet sein, wobei die Radialkräfte typischerweise nicht größer als 300 kN sind. Gleichzeitig erlaubt das Lager eine konstruktiv einfache Verschiebbarkeit der Schnecke in Richtung der Rotationsachse. Dazu ist beispielsweise das Lager relativ zu dem Gehäuse feststehend angeordnet und die Schnecke relativ zu dem Lager in Richtung der Rotationsachse verschiebbar, wobei die Schnecke relativ zu der Lagerbuchse bzw. dem hydrostatischen Radiallager in Richtung der Rotationsachse bewegbar ist. So kann beispielsweise relativ einfach eine Verschiebbarkeit der Schnecke in dem Lager in einem Bereich zwischen 20 und 200 mm und bevorzugt zwischen 50 und 150 mm in Richtung der Rotationsachse dargestellt werden. Der erfindungsgemäße Gegenstand zeichnet sich insbesondere auch durch eine kompakte Bauweise aus, wobei die Schnecke unmittelbar in der Lagerbuchse bzw. dem hydrostatischen Radiallager gelagert ist. Verglichen mit dem Aufbau eines Wälzlagers, welcher innere und äußere Lagerringe sowie Wälzkörper umfasst, wird so ein weit schlankeres Design möglich. Gerade eine solche verschiebbare Wälzlageranordnung ist relativ zu dem Gehäuse verschiebbar, aber relativ zu der Schnecke feststehend angeordnet, wobei der konstruktive Aufwand einer solchen verschiebbaren Wälzlageranordnung sehr komplex ist. Der erfindungsgemäße Gegenstand ist insbesondere zur spezifischen Anwendung als Stopfschnecke, Förderschnecke, Mazerationsschnecke oder Kompressionsschnecke geeignet. Typischerweise rotiert die Schnecke einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im Anwendungsfall mit einer Drehzahl zwischen 50 und 120 rpm, wobei gerade ein solcher Drehzahlbereich sehr gut über Gleitlager mit Lagerbuchse bzw. über hydrostatische Radiallager abgebildet werden kann.

[0005] In einer bevorzugten Ausgestaltung der Vorrichtung ist die Lagerbuchse aus Verbundwerkstoff ausgebildet. Die Lagerbuchse kann beispielsweise in Wickeltechnik hergestellt werden, wobei eine sehr hohe Belastbarkeit erzielt werden kann. Dabei kann beispielsweise die Lagerbuchse aus gewickelten PTFE-Fasern oder anderen Fasern mit guten tribologischen Eigenschaften realisiert werden. Dies ermöglicht bei Trockenlauf einen besonders niedrigen Verschleiß bzw. unter Last und niedrigen Gleitgeschwindigkeiten einen niedrigen Reibungskoeffizienten. Die Lagerbuchse kann beispielsweise auch aus Stahl mit einer gesinterten Bronzeschicht oder beispielsweise aus einem mit Glasfasern und PTFE-Fasern verstärkten Polymerharz bestehen.

[0006] In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Schnecke einen Mitnehmer und das Lager eine Kammer - insbesondere Schmiermittelkammer. Dabei ist der Kammer ein Fluid - insbesondere Schmiermittel - zuführbar, und über einen Druck des Fluids in der Kammer ist eine - in Richtung der Rotationsachse wirkende - erste Kraft auf den Mitnehmer aufbringbar, und die Schnecke durch die erste Kraft in Richtung der Rotationsachse verschiebbar. Dabei ist der Mitnehmer mit der Schnecke verbunden. Beispielsweise umfasst das Lager einen Lagerdeckel, wobei die Kammer zwischen dem Lagerdeckel, dem Mitnehmer und der Schnecke ausgebildet sein kann. Als Schmiermittel eignen sich Fett und bevorzugt Ol. Der vorteilhafte Aufbau erlaubt auf einfache und effektive Weise eine erste Kraft in Richtung der Rotationsachse auf die Schnecke aufzubringen, und so eine Positionierung oder eine effektiv auf die Schnecke wirkende Kraft zu bewirken. Insbesondere kann über den Druck des Fluids entweder die Position der

Schnecke entlang der Rotationsachse, oder die Größe der auf die Schnecke in Richtung der Rotationsachse wirkenden Kraft geregelt werden. Vorteilhafterweise kann so das Lager sowohl Axialkräfte in Richtung der Rotationsachse als auch Radialkräfte normal zur Richtung der Rotationsachse aufnehmen, wobei das Lager Axialkräfte größer 500 kN und insbesondere größer 1000 kN aufnehmen kann, und die Axialkräfte typischerweise nicht größer als 2500 kN sind. Erfindungstypisch ist das Lager zur Aufnahme von Axialkräfte ausgebildet, welche größer als die aufzunehmenden Radialkräfte sind.

[0007] In einer bevorzugten Ausführungsform steht die Kammer in fluider Verbindung mit der Lagerbuchse bzw. dem hydrostatischen Radiallager, wobei das Fluid aus der Kammer durch einen zwischen der Schnecke und der Lagerbuchse bzw. dem hydrostatischen Radiallager ausgebildeten Gleitbereich führbar ist. Insbesondere ist eine kontinuierliche Durchströmung der Kammer und Erneuerung des Fluids in der Kammer sichergestellt. Weiter erlaubt die Durchströmung des Gleitbereichs mit dem Fluid eine kontinuierliche Schmierung und Abfuhr von Reibungswärme. Somit ist eine hydrostatische Lagerung gegeben. Zugleich kann vorteilhafterweise ein und derselbe Fluidkreislauf genutzt werden um sowohl den Druck des Fluids in der Kammer bzw. die erste Kraft - als auch die Zwangsschmierung der Lagerbuchse bzw. des hydrostatischen Radiallagers mit Fluid zu realisieren.

[0008] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Lagerbuchse bzw. das hydrostatische Radiallager zwischen der Kammer und einer Dichtung angeordnet, wobei das Fluid aus der Kammer über die Lagerbuchse bzw. das hydrostatische Radiallager der Dichtung zuführbar ist. In einer Ausgestaltung kann beispielsweise die Dichtung zwischen dem Lagerdeckel und der Schnecke angeordnet sein. Die Dichtung ist beispielsweise als Stangendichtung ausgeführt. Eine beispielsweise ringförmig ausgebildete Drossel erlaubt vorteilhafterweise, den Durchfluss des Fluids aus der Kammer und durch den Gleitbereich der Lagerbuchse bzw. des hydrostatischen Radiallagers zu limitieren, wobei die Drossel bevorzugt zwischen dem Gleitbereich und der Kammer angeordnet ist. Typischerweise beträgt der Durchfluss des Fluids durch das Lager zwischen 1 bis 5 l/min, und bevorzugt zwischen 2 bis 4 l/min beträgt. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Menge des dem Lager zugeführten Fluids nach der Temperatur des Fluids regelbar. Beispielsweise kann, wenn die Temperatur des Fluids im Lager eine unerwünscht hohe Temperatur aufweist, die Menge des zugeführten Fluids erhöht werden.

[0009] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung ist das Fluid nach der Dichtung in ein Behältnis rückführbar und aus dem Behältnis wieder der Kammer zuführbar. Dies erlaubt eine vorteilhafte Rezirkulierung des Fluids, wobei im Behältnis eine allfällige Entgasung des Fluids, bzw. auch eine allfällige Kühlung des Fluids erfolgen kann.

[0010] In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Lager eine zweite Lagerbuchse bzw. ein zweites hydrostatisches Radiallager und eine zweite Kammer - insbesondere Schmiermittelkammer. Der zweiten Kammer ist ein zweites Fluid, insbesondere Schmiermittel, zuführbar, wobei über einen zweiten Druck des zweiten Fluids in der zweiten Kammer eine zweite Kraft auf den Mitnehmer aufbringbar ist, wobei die zweite Kraft der ersten Kraft entgegenwirkend ist und die Schnecke durch die zweite Kraft verschiebbar ist. Durch die Möglichkeit, die erste Kraft als auch die entgegenwirkende zweite Kraft auf den Mitnehmer aufbringen zu können, kann die Schnecke entlang der Rotationsachse positioniert werden bzw. kann die effektiv auf die Schnecke wirkende Kraft eingestellt werden. Insbesondere kann über die Regelung des ersten Drucks und / oder des zweiten Drucks die Position der Schnecke entlang der Rotationsachse, oder die Größe der auf die Schnecke in Richtung der Rotationsachse wirkenden Kraft geregelt werden. Vorteilhafterweise entspricht das erste Fluid dem zweiten Fluid, womit ein und dasselbe Fluid sowohl ersten Kammer als auch der zweiten Kammer zuführbar ist.

[0011] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung steht die zweite Kammer in fluider Verbindung mit der zweiten Lagerbuchse bzw. dem zweiten hydrostatischen Radiallager, wobei das zweite Fluid aus der zweiten Kammer durch einen zwischen der Schnecke und der zweiten Lagerbuchse bzw. dem zweiten hydrostatischen Radiallager ausgebildeten zweiten Gleitbereich führbar ist. Dies erlaubt eine kontinuierliche Durchströmung der zweiten Kammer und

Erneuerung des Fluids, sowie eine kontinuierliche Schmierung und Abfuhr von Reibungswärme, sowie eine hydrostatische Lagerung. Beispielsweise kann die Lagerbuchse bzw. das hydrostatische Radiallager sowie die zweite Lagerbuchse bzw. das zweite hydrostatische Radiallager zwischen der Schnecke und einem Lagerdeckel angeordnet sein, wobei die Schnecke über die Lagerbuchse bzw. das hydrostatische Radiallager und die zweite Lagerbuchse bzw. das zweite hydrostatische Radiallager gleitend innerhalb des Lagerdeckels gelagert ist, und die Lagerbuchse bzw. das hydrostatische Radiallager und die zweite Lagerbuchse bzw. das zweite hydrostatische Radiallager symmetrisch zur Rotationsachse ausgebildet ist. Dies ermöglicht eine vorteilhaft kompakte Bauweise, wobei beispielsweise die Kammer bzw. die zweite Kammer zwischen dem Lagerdeckel, dem Mitnehmer und der Schnecke ausgebildet ist.

[0012] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Mitnehmer zwischen der Lagerbuchse bzw. dem hydrostatischen Radiallager und der zweiten Lagerbuchse bzw. dem zweiten hydrostatischen Radiallager angeordnet, wobei der Mitnehmer sowohl mit Fluid der Kammer als auch mit dem zweiten Fluid der zweiten Kammer in Kontakt steht. Das Fluid kann dem zweiten Fluid entsprechen. So kann insbesondere eine kompakte Bauweise realisiert werden, wobei der Mitnehmer sowohl die Kammer als auch die zweite Kammer teilweise begrenzt.

[0013] Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen beispielhaft beschrieben.

[0014] Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zur Behandlung eines Fasermaterials entsprechend dem Stand der Technik.

[0015] Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Behandlung eines Fasermaterials. [0016] Fig. 3 zeigt ein Detail der erfindungsgemäßen Vorrichtung aus Fig. 2.

[0017] Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zur Behandlung eines Fasermaterials entsprechend dem Stand der Technik mit einem Gehäuse 1, einer Schnecke 2 und einem Lager 3, wobei die Schnecke 2 in dem Gehäuse 1 um eine Rotationsachse 4 rotierbar angeordnet ist. Das Fasermaterial ist über einen Einlass 5 der Vorrichtung zuführbar, wobei in einem Behandlungsraum 6 das Fasermaterial zwischen dem Gehäuse 1 und der Schnecke 2 behandelt wird. Das Fasermaterial wird schließlich über einen Austritt aus der Vorrichtung ausgetragen. Das als Wälzlager ausgebildete Lager 3 ist von dem Behandlungsraum 6 getrennt, insbesondere hydraulisch getrennt, wodurch im Wesentlichen verhindert wird, dass Schmiermittel aus dem Lager dem Behandlungsraum zugeführt wird. Die Schnecke 2 ist in dem Wälzlager einseitig gelagert, d.h. dass das Lager dem Austritt gegenüberliegend angeordnet ist, bzw. die Schnecke auskragend in dem Lager gelagert ist. Weiter ist die Schnecke in Richtung der Rotationsachse 4 verschiebbar gelagert. Dazu ist im dargestellten Stand der Technik das Wälzlager als solches verschieblich gelagert, wobei das Wälzlager relativ zu der Schnecke nicht verschieblich ist, das Wälzlager aber relativ zu dem Gehäuse beweglich ausgeführt ist.

[0018] Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Behandlung eines Fasermaterials. Dabei umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung ein Gehäuse 1, eine Schnecke 2 und ein Lager 3, wobei die Schnecke 2 in dem Gehäuse 1 um eine Rotationsachse 4 rotierbar angeordnet ist. Entsprechend der in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung ist das Gehäuse mehrteilig ausgebildet, wobei das Gehäuse auch das Lager räumlich umfasst. Ebenso kann die Schnecke einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein. In Fig. 2 ist eine mehrteilig ausgebildete Schnecke dargestellt. Die Schnecke umfasst insbesondere eine durch das Lager geführte Welle der Schnecke, wobei die Lagerung der Schnecke über die Lagerung der Welle der Schnecke erfolgt. Das Fasermaterial ist über einen Einlass 5 der Vorrichtung zuführbar, wobei in einem Behandlungsraum 6 das Fasermaterial zwischen dem Gehäuse 1 und der Schnecke 2 behandelt wird. Das Fasermaterial wird schließlich über einen Austritt aus der Vorrichtung ausgetragen. Das Lager 3 ist von dem Behandlungsraum 6 getrennt, insbesondere hydraulisch getrennt, wodurch im Wesentlichen verhindert wird, dass Schmiermittel aus dem Lager dem Behandlungsraum zugeführt wird. Die Schnecke 2 ist in dem Lager einseitig gelagert, d.h. dass das Lager dem Austritt gegenüberliegend angeordnet ist, bzw. die Schnecke auskragend in dem Lager gelagert ist. Weiter ist die Schnecke in Richtung der Rotationsachse 4 verschiebbar gelagert. Erfindungsgemäß ist das Lager 3 als

Gleitlager 7 mit Lagerbuchse 8 ausgebildet. Das Lager 3 kann erfindungsgemäß auch als hydrostatisches Radiallager ausgebildet sein. Die Lagerbuchse 8 ist insbesondere ringförmig ausgestaltet. Die Lagerbuchse 8 ist typischerweise nicht rotierbar ausgebildet. Das Gileitlager 7 ist relativ zu dem Gehäuse 1 feststehend angeordnet. Die Schnecke 2 ist relativ zu dem Lager 3 in Richtung der Rotationsachse 4 verschiebbar, wobei die Schnecke relativ zu der Lagerbuchse 8 in Richtung der Rotationsachse 4 bewegbar ist. Die in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung ist insbesondere zur spezifischen Anwendung als Stopfschnecke, Förderschnecke, Mazerationsschnecke oder Kompressionsschnecke geeignet. Vorteilhafterweise umfasst die Schnecke 2 einen Mitnehmer 9, wobei das Gleitlager 7 eine Kammer 10 - insbesondere Schmiermittelkammer - umfasst, der Kammer 10 ein Fluid 11 - insbesondere Schmiermittel - zuführbar ist. In dieser vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung kann über einen Druck des Fluids 11 in der Kammer 10 eine - in Richtung der Rotationsachse 4 wirkende - erste Kraft auf den Mitnehmer 9 aufgebracht werden und die Schnecke 2 so durch die erste Kraft in Richtung der Rotationsachse 4 verschoben werden. Bevorzugt steht dabei die Kammer 10 in fluider Verbindung mit der Lagerbuchse 8, wobei das Fluid 11 aus der Kammer 10 durch einen zwischen der Schnecke 2 und der Lagerbuchse 8 ausgebildeten Gleitbereich 12 führbar ist. Vorteilhafterweise ist die Lagerbuchse 8 zwischen der Kammer 10 und einer Dichtung 13 angeordnet, wobei das Fluid 11 aus der Kammer 10 über die Lagerbuchse 8 der Dichtung 13 zuführbar ist. Beispielsweise umfasst das Gleitlager 7 einen Lagerdeckel 18, wobei die Kammer 10 zwischen dem Lagerdeckel 18, dem Mitnehmer 9 und der Schnecke 2 ausgebildet ist.

[0019] Fig. 3 zeigt ein Detail der erfindungsgemäßen Vorrichtung aus Fig. 2, wobei sämtliche Ausführungen zu dem in Fig. 2 dargestellten Gegenstand auch auf den in Fig. 3 dargestellten Gegenstand zutreffen. So ist das Lager 3 als Gleitlager 7 mit Lagerbuchse 8 ausgebildet. In der in Fig. 3 dargestellten vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung umfasst die Schnecke 2 den Mitnehmer 9, welcher insbesondere mit der Schnecke 2 verbunden ist. Das Gleitlager 7 umfasst die Kammer 10, der das Fluid 11 - insbesondere Schmiermittel - zuführbar ist. Uber den Druck des Fluids 11 in der Kammer 10 ist eine - in Richtung der Rotationsachse 4 wirkende - erste Kraft auf den Mitnehmer 9 aufbringbar, wodurch die Schnecke 2 in Richtung der Rotationsachse 4 verschoben werden kann. Die Kammer 10 steht insbesondere in fluider Verbindung mit der Lagerbuchse 8, wobei das Fluid 11 aus der Kammer 10 durch den zwischen der Schnecke 2 und der Lagerbuchse 8 ausgebildeten Gleitbereich 12 führbar ist. Die Lagerbuchse 8 ist zwischen der Kammer 10 und einer Dichtung 13 angeordnet, wobei das Fluid 11 aus der Kammer 10 über die Lagerbuchse 8 der Dichtung 13 zuführbar ist. Das Gleitlager 7 umfasst den Lagerdeckel 18, wobei die Kammer 10 zwischen dem Lagerdeckel 18, dem Mitnehmer 9 und der Schnecke 2 ausgebildet ist. Weiter umfasst das Gleitlager 7 eine zweite Lagerbuchse 14 und eine zweite Kammer 15, wobei der zweiten Kammer 15 ein zweites Fluid 16, insbesondere Schmiermittel, zuführbar ist. Das erste Fluid und das zweite Fluid können einander entsprechen. Uber den zweiten Druck des zweiten Fluids 16 in der zweiten Kammer 15 ist eine zweite Kraft auf den Mitnehmer 9 aufbringbar, wobei die zweite Kraft der ersten Kraft entgegenwirkend ist und die Schnecke 2 durch die zweite Kraft verschiebbar ist. Uber eine Regelung des Drucks des Fluids 11 bzw. des zweiten Drucks des zweiten Fluids 16 kann entweder Schnecke 2 entlang der Rotationsachse 4 positioniert werden, oder die Größe der effektiv auf die Schnecke 2 in Richtung der Rotationsachse 4 wirkenden Kraft geregelt werden. Die zweite Kammer 15 kann ebenso in fluider Verbindung mit der zweiten Lagerbuchse 14 stehen, wobei das zweite Fluid 16 aus der zweiten Kammer 15 durch den zwischen der Schnecke 2 und der zweiten Lagerbuchse 14 ausgebildeten zweiten Gleitbereich 17 führbar ist. Weiter ist die Lagerbuchse 8 und die zweite Lagerbuchse 14 zwischen der Schnecke 2 und dem Lagerdeckel 18 angeordnet, und die Schnecke 2 über die Lagerbuchse 8 bzw. die zweite Lagerbuchse 14 gleitend innerhalb des Lagerdeckels 18 gelagert. In der in Fig. 2 dargestellten Ausgestaltung der Vorrichtung ist der Mitnehmer 9 insbesondere zwischen der Lagerbuchse 8 und der zweiten Lagerbuchse 14 angeordnet und steht sowohl mit dem Fluid 11 der Kammer 10 als auch mit dem zweiten Fluid 16 der zweiten Kammer 15 in Kontakt.

[0020] Die vorliegende Erfindung bietet zahlreiche Vorteile. Die Erfinder haben erkannt, dass unerwarteterweise durch Ausbildung des Lagers als Gleitlager mit Lagerbuchse oder als hydrostatisches Radiallager eine robuste, einfache und kostengünstige Lagerung der Schnecke ermög-

licht wird, wobei die Lagerung weiterhin die anwendungstypischen großen Radialkräften aufzunehmen vermag - bei gleichzeitig großer Verschiebbarkeit der Schnecke in Richtung der Rotationsachse. Die Erfindung zeichnet sich weiter durch die kompakte Bauform bzw. das schlanke Design aus.

BEZUGSZEICHEN

1 Gehäuse

2 Schnecke

3 Lager

4 Rotationsachse 5 Einlass

6 Behandlungsraum 7 Gleitlager

8 Lagerbuchse

9 Mitnehmer

10 Kammer

11 Fluid

12 Gleitbereich

13 Dichtung

14 zweite Lagerbuchse 15 zweite Kammer

16 zweites Fluid

17 zweiter Gleitbereich 18 Lagerdeckel

Claims

SS SS Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Behandlung eines Fasermaterials, umfassend ein Gehäuse (1), eine Schnecke (2) und ein Lager (3), wobei die Schnecke (2) in dem Gehäuse (1) um eine Rotationsachse (4) rotierbar angeordnet ist, das Fasermaterial über einen Einlass (5) der Vorrichtung zuführbar ist, in einem Behandlungsraum (6) das Fasermaterial zwischen dem Gehäuse (1) und der Schnecke (2) behandelbar ist, das Lager (3) von dem Behandlungsraum (6) getrennt, insbesondere hydraulisch getrennt, angeordnet ist, wobei die Schnecke (2) in dem Lager (3) einseitig und in Richtung der Rotationsachse (4) verschiebbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (3) als Gleitlager (7) mit Lagerbuchse (8) oder als hydrostatisches Radiallager ausgebildet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Schnecke (2) einen Mitnehmer (9) und das Lager (3) eine Kammer (10) - insbesondere Schmiermittelkammer - umfasst, der Kammer (10) ein Fluid (11) - insbesondere Schmiermittel - zuführbar ist, wobei über einen Druck des Fluids (11) in der Kammer (10) eine - in Richtung der Rotationsachse (4) wirkende - erste Kraft auf den Mitnehmer (9) aufbringbar ist, und die Schnecke (2) durch die erste Kraft in Richtung der Rotationsachse (4) verschiebbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei über den Druck des Fluids (11) entweder die Position der Schnecke (2) entlang der Rotationsachse (4), oder die Größe der auf die Schnecke (2) wirkenden Kraft regelbar ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 3, wobei die Kammer (10) in fluider Verbindung mit der Lagerbuchse (8) bzw. dem hydrostatischen Radiallager steht und das Fluid (11) aus der Kammer (10) durch einen zwischen der Schnecke (2) und der Lagerbuchse (8) bzw. dem hydrostatischen Radiallager ausgebildeten Gleitbereich (12) führbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Lagerbuchse (8) bzw. das hydrostatische Radiallager zwischen der Kammer (10) und einer Dichtung (13) angeordnet ist, und das Fluid (11) aus der Kammer (10) über die Lagerbuchse (8) bzw. das hydrostatische Radiallager der Dichtung (13) zuführbar ist, wobei bevorzugt die Menge des dem Lager (3) zugeführten Fluids (11) nach der Temperatur des Fluids (11) regelbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei das Fluid (11) nach der Dichtung (13) einem Behältnis rückführbar und aus dem Behältnis wieder der Kammer (10) zuführbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei das Lager (3) eine zweite Lagerbuchse (14) bzw. ein zweites hydrostatisches Radiallager und eine zweite Kammer (15) - insbesondere Schmiermittelkammer - umfasst, wobei der zweiten Kammer (15) ein zweites Fluid (16), insbesondere Schmiermittel, zuführbar ist und über einen zweiten Druck des zweiten Fluids (16) in der zweiten Kammer (15) eine zweite Kraft auf den Mitnehmer (9) aufbringbar ist, wobei die zweite Kraft der ersten Kraft entgegenwirkend ist und die Schnecke (2) durch die zweite Kraft verschiebbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die zweite Kammer (15) in fluider Verbindung mit der zweiten Lagerbuchse (14) bzw. dem zweiten hydrostatischen Radiallager steht und das zweite Fluid (16) aus der zweiten Kammer (15) durch einen zwischen der Schnecke (2) und der zweiten Lagerbuchse (14) bzw. dem zweiten hydrostatischen Radiallager ausgebildeten zweiten Gleitbereich (17) führbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Lagerbuchse (8) bzw. das hydrostatische Radiallager und die zweite Lagerbuchse (14) bzw. das zweite hydrostatische Radiallager zwischen der Schnecke (2) und einem Lagerdeckel (18) angeordnet sind, die Schnecke (2) über die Lagerbuchse (8) bzw. das hydrostatische Radiallager und die zweite Lagerbuchse (14) bzw. das zweite hydrostatische Radiallager gleitend innerhalb des Lagerdeckels (18) gelagert ist, wobei die Lagerbuchse (8) bzw. das hydrostatische Radiallager und die zweite Lagerbuchse (14) bzw. das zweite hydrostatische Radiallager symmetrisch zur Rotationsachse (4) ausgebildet sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei der Mitnehmer (9) zwischen der Lagerbuchse (8) bzw. dem hydrostatischen Radiallager und der zweiten Lagerbuchse (14) bzw. dem zweiten hydrostatischen Radiallager angeordnet ist, und der Mitnehmer (9) sowohl mit Fluid (11) der Kammer (10) als auch mit dem zweiten Fluid (16) der zweiten Kammer (15) in Kontakt steht.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Lagerbuchse (8) aus Verbundwerkstoff ausgebildet ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Vorrichtung als Stopfschnecke, Förderschnecke, Mazerationsschnecke oder Kompressionsschnecke ausgebildet ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Schnecke (2) in dem Lager (3) in einem Bereich zwischen 20 und 200 mm und bevorzugt zwischen 50 und 150 mm in Richtung der Rotationsachse (4) verschiebbar ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 13, wobei das Lager (3) sowohl zur Aufnahme von Axialkräften in Richtung der Rotationsachse (4) als auch von Radialkräften normal zur Richtung der Rotationsachse (4) ausgebildet ist, wobei das Lager (3) zur Aufnahme von Axialkräften größer 500 kN und insbesondere größer 1000 kN ausgebildet ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei das Lager (3) relativ zu dem Gehäuse (1) feststehend angeordnet ist und die Schnecke (2) relativ zu dem Lager (3) in Richtung der Rotationsachse (4) verschiebbar ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen