DE102006000743A1

DE102006000743A1 - Tieflochbohren für peripher gebohrte Walzenmäntel

Info

Publication number: DE102006000743A1
Application number: DE200610000743
Authority: DE
Inventors: Ralf Beckers
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2006-01-04
Filing date: 2006-01-04
Publication date: 2007-07-05

Abstract

Eine Vorrichtung zum Einbringen von stirnseitigen Bohrungen mittels eines in einem Bohrständer (11) gelagerten Bohrers (4) in einen Walzenmantel (1) einer wenigstens im Wesentlichen waagrecht in einer Lagerungsvorrichtung gelagerten Walze ist dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Sensor (10) zur Bestimmung der Position des Bohrers (4) während des Bohrvorgangs umfasst.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einbringen von stirnseitigen Bohrungen mittels eines in einem Bohrständer gelagerten Bohrers in einen Walzenmantel einer wenigstens im wesentlichen waagrecht in einer Lagerungsvorrichtung gelagerten Walze.

Walzen werden vielseitig eingesetzt. In einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papiermaschine, werden Walzen als Saug- oder Blaswalzen beispielsweise in der Formerpartie; in der Pressenpartie und/oder in der Trockenpartie verwendet. Derartige Saug- oder Blaswalzen umfassen einen Walzenmantel und stirnseitig aufgesetzte Deckel auf, die über Schraubverbindungen mit dem Walzenmantel verbunden sind. Es ist daher notwendig, in den Deckel wie auch in den Walzenmantel Bohrungen zur Aufnahme der Verbindungsschrauben einzubringen.

Gerade dann, wenn die Bohrlöcher eine große Tiefe haben sollen, ist es erforderlich, die Position des Bohrers während des gesamten Bohrvorgangs präzis einzuhalten.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der sich ein Walzenmantel präzis mit Bohrungen versehen lässt.

Bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Vorrichtung einen Sensor zur Bestimmung der Position des Bohrers während des Bohrvorgangs umfasst.

Durch Messungen mittels des Sensors kann die Position des Bohrers und insbesondere der Bohrerspitze zu jeder Zeit während des Bohrvorgangs mit höchster Genauigkeit bestimmt werden. Dadurch lassen sich auch unerwünschte Abweichungen der Bohrerposition von der gewünschten Lage vermeiden. Jederzeit lassen sich Richtungskorrekturen vornehmen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.

Von Vorteil ist der Sensor als Ultraschallsensor ausgebildet, es lassen sich aber auch andere Arten von Sensoren einsetzen, beispielsweise solche, die elektromagnetische Wellen zum Sensieren der Position des Bohrers ausnutzen.

Vorteilhaft ist auch eine Ausgestaltung der Erfindung, in der die Position des Bohrers in dem Bohrständer und des Walzenmantels in der Lagerungsvorrichtung relativ zueinander veränderbar sind, um eine Vielzahl von Bohrungen in verschiedenen Bohrrichtungen in den Walzenmantel einbringen zu können.

Hierbei erweist sich eine Ausgestaltung als vorteilhaft, in der der Bohrer, insbesondere unter Ausnutzung der Gewichtskraft des Bohrers, bezüglich des Walzenmantels transversal verschiebbar und/oder kippbar und/oder schwenkbar angeordnet ist. In allen Fällen ist eine Richtungskorrektur des Bohrvorgangs möglich.

In einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist in vorteilhafter Weise vorgesehen, dass die Position des Bohrers aufgrund einer von dem Sensor gemessenen Ist-Position anhand eines Vergleichs mit einer Soll-Position durch eine Steuer- oder eine Regelschaltung nachstellbar bzw. nachregelbar ist. Diese Schaltung beeinflusst entweder nur die Position des Bohrers in dem Bohrständer oder alternativ die Position des Walzenmantels in dem Drehgestell; ebenso ist auch eine gleichzeitige Positionsveränderung des Walzenmantels und des Bohrers realisierbar.

Als vorteilhaft erweist es sich hierbei, wenn der Walzenmantel während des Bohrens in einem Drehgestell gelagert ist. Das Drehgestell umfasst beispielsweise zwei unterhalb des Mittelpunkts der Walze seitlich der Vertikale gelagerte Rollen, durch deren Drehung sich auch die Walze verdreht. Alternativ wird der Walzenmantel in einem vertikal und/oder horizontal verstellbaren Gestell gelagert.

Erfindungsgemäß wird der Verlauf des Bohrers während des Bohrvorgangs kontinuierlich gemessen, um dann das gesamte Drehgestell in eine Winkellage zu bringen, die dem Verlauf der Bohrung entgegenwirkt. Ein geringer Verlauf der Bohrungen von der rechten und der linken Stirnseite sind wichtig, damit sich beide möglichst konzentrisch in der Mitte treffen.

Die Position der Bohrung auch einen Einfluss auf die Mantelfestigkeit; es muss daher auf die präzise Einbringung der Bohrungen geachtet werden. Ebenso dürfen durch die Bohrungen keine Unwuchten in den Walzenmantel eingebracht werden; zum Ausgleich von Trägheitsmomenten müssen die Bohrungen daher ganz genau symmetrisch verteilt werden. Ein weiterer Aspekt besteht in der Temperaturverteilung an der Walzenoberfläche während des Betriebs. Auch diese darf durch die Einbringung der Bohrungen nicht negativ beeinflusst werden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen in Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
1 einen Längsschnitt durch eine Lagerungsvorrichtung zur Aufnahme eines Walzenmantels und einen Bohrständer,
2 eine stirnseitige Draufsicht auf den Bohrständer und die Lagerungsvorrichtung und
3a–f schematische Stirn- und Seitenansichten eines Bohrständers bzw. einer Lagerungsvorrichtung mit einem Walzenmantel in Verbindung mit einem Bohrständer, wobei ein in dem Bohrständer angebrachter Bohrer Bohrungen an verschiedenen stirnseitigen Positionen in den Walzenmantel einbringt.
Ein Walzenmantel 1 (1) zur Herstellung einer Walze, beispielsweise einer Saug- oder eine Blaswalze in einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, wird in einer als Drehgestell 2 ausgebildeten Lagerungsvorrichtung drehbar gelagert, um durch eine Bohrvorrichtung 3 mittels eines Bohrers 4 um den Umfangs verteilt an vorgegebenen Positionen stirnseitige Bohrungen in dem Walzenmantel 1 einbringen zu können.
Das Drehgestell 2 umfasst Rollenvorrichtungen 5, 6, die jeweils zwei Rollen 7, 8 aufweisen, um den Walzenmantel 1 an jede gewünschte Position verdrehen zu können. Die Rollenvorrichtungen 5, 6 ermöglichen durch ein Feststellen der Rollen außerdem, dass sich der Walzenmantel 1 in jeder gewünschten Position arretieren lässt.
Wenn der Walzenmantel 1 eine vorgegebene Position eingenommen hat, wird mittels der Bohrvorrichtung 3 eine stirnseitige Bohrung in ihn eingebracht. Die Bohrvorrichtung 3 weist einen in Richtung eines Pfeils A drehbaren Bohrständer 9 auf, in dem der Bohrer 4 gelagert ist, so dass es auch durch Drehung des Bohrständers 9 möglich ist, eine angestrebte Bohrposition in dem Walzenmantel 1 einzustellen.
Um aufgrund der großen Länge des Walzenmantels 1, die beispielsweise in der Größenordnung von zehn Metern liegt, auch bei erheblichen Bohrtiefen, die bis zu 50 cm oder noch mehr betragen können, eine präzise ortsgenaue Bohrung sicherzustellen, ist im Bohrbereich des Bohrers 4, insbesondere in unmittelbarer Nähe der Spitze des Bohrers 4 entsprechend der von dem Bohrer 4 erreichten Bohrposition ein Sensor 10 auf der Außenseite des Walzenmantels 1 angeordnet, der die genaue Position des Bohrers 4 und die Ausrichtung der Bohrung detektiert. Durch ständige Vergleiche zwischen der Ist-Ausrichtung und einer in einem elektronischen Speicher abgelegten Soll-Ausrichtung der Bohrung ist es möglich, die Position des Bohrers während des Bohrvorgangs kontinuierlich zu erfassen und, falls notwendig, an die gewünschte Ausrichtung anzupassen. Der Sensor 10 ist beispielsweise ein Ultraschallsensor.
Mittels einer mit dem Bohrständer 9 verbundenen Positioniervorrichtung 11 lässt sich die Position des Bohrers 4 sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Richtung, jeweils senkrecht zur Bohrrichtung (Pfeil B) verstellen; ebenso lässt sich der Bohrer 4 mittels der Positioniervorrichtung 11 in der waagrechten Ebene schwenken und in der vertikalen Ebene kippen.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist ein Walzenmantel 12 (3a–f) quer zu seiner Längsachse in Richtung eines Pfeils C beweglich (3d) und höhenverstellbar (Pfeil D in 3f) in einem Gestell 13 gelagert. Hierdurch lassen sich alle Positionen der Stirnseite des Walzenmantels gegenüber einem Bohrer 14 in einer Bohrvorrichtung 15 einstellen. Die Position des Bohrers 14 und damit der Verlauf der Bohrung, die der Bohrer 14 in dem Walzenmantel 12 erzeugt, wird jeweils durch einen Sensor 16 festgestellt.
Falls erforderlich, kann zusätzlich auch noch vorgesehen werden, dass sich der Walzenmantel 12 und der Bohrer 14 relativ zueinander, bezogen auf die Längsachse des Walzenmantels 12, verdrehen lassen, hierzu kann entweder der Walzenmantel 12 in dem Gestell 13 gedreht werden oder der Bohrer 14 wird durch eine (nicht dargestellte) Drehvorrichtung bezüglich der Längsachse des Walzenmantels 12 verdreht. Vorzugweise werden auch Schwenk- und/oder Kippbewegungen zwischen dem Walzenmantel 12 und dem Bohrer 14 ermöglicht, falls diese aufgrund einer Abweichung der Bohrrichtung gegenüber der gewünschten Richtung erforderlich werden sollten.

Claims

Vorrichtung zum Einbringen von stirnseitigen Bohrungen mittels eines in einem Bohrständer (11) gelagerten Bohrers (4, 14) in einen Walzenmantel (1, 12) einer wenigstens im wesentlichen waagrecht in einer Lagerungsvorrichtung gelagerten Walze, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Sensor (10, 16) zur Bestimmung der Position des Bohrers (4, 14) während des Bohrvorgangs umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (10, 16) ein Ultraschallsensor ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Position des Bohrers (4, 14) in dem Bohrständer und die Position des Walzenmantels (1, 12) in der Lagerungsvorrichtung relativ zueinander veränderbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Bohrer (4, 14), insbesondere unter Ausnutzung der Gewichtskraft des Bohrers (4, 14), bezüglich des Walzenmantels (1, 12) transversal verschiebbar und/oder kippbar und/oder schwenkbar angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Position des Bohrers (4, 14) aufgrund einer von dem Sensor (10, 16) gemessenen Ist-Position anhand eines Vergleichs mit einer Soll-Position durch eine Steuer- oder eine Regelschaltung nachstellbar bzw. nachregelbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzenmantel (1, 12) während des Bohrens in einem Drehgestell (2) oder in einem vertikal und/oder horizontal verstellbaren Gestell (13) gelagert ist.