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Die
Erfindung betrifft eine Schabereinrichtung mit einem Schaberbalken,
einer Schaberklinge und einem Klingenhalter. Auf den Oberbegriff
von Anspruch 1 wird verwiesen.
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Derartige
Schabereinrichtungen werden zum Beispiel in der Papierindustrie
eingesetzt. Hierbei dienen sie dem Reinigen der Oberfläche von
Walzen, aber auch der Abnahme der Papierbahn von einem Walzenmantel,
beispielsweise vom Mantel eines Trockenzylinders.
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Die
Schaberklinge erstreckt sich im allgemeinen über die gesamte Walzenbreite.
Sie liegt während
des Betriebes an der Mantelfläche
an und bildet hierbei mit der Mantelfläche einen bestimmten Winkel
mit einer der Umlaufrichtung des Walzenmantels entgegengerichteten
Komponente.
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Die
Walzen einer Papiermaschine sind in einer Stuhlung gelagert. Der
Schaberbalken ist somit über
die Schaberklinge als auch über
die Stuhlung mit der betreffenden Walze mechanisch gekoppelt. Daher
findet eine Wechselwirkung zwischen den genannten Baugruppen statt.
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Die
Walze, beziehungsweise der Zylinder regt das Schabersystem mit der
eigenen Drehfrequenz, zum Teil auch mit mehrfach drehfrequenten Anteilen,
an. Diese Fremderregung verursacht eine Schwingung des Schaberbalkens
selbst.
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Diese
Anregung wird dann kritisch, wenn die anregende Frequenz im Bereich
der Eigenfrequenz des Schaberbalkens liegt und es zu Resonanzschwingungen
kommt. Bei einer Anregung im Bereich der Eigenfrequenz des Schaberbalkens
steigt die Schwingungsamplitude über
das zulässige
Maß hinaus
an, was dazu führt,
dass ein ausreichendes Anliegen der Klinge am Zylinder nicht mehr
gewährleistet
ist. Um einen sicheren Betrieb zu gewährleisten, ist es daher zwingend
notwendig, diese Resonanzen zu vermeiden.
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Die
Auslegung des Schabersystems erfolgt daher heute gewöhnlich so,
dass die erste Eigenfrequenz des Schaberbalkens mit einem gewissen
Abstand oberhalb der höchsten
Anregungsfrequenz liegt. Die Gestaltung des Querschnitts des Schaberbalkens
ist dabei wesentlich für
die erzielbare Steifigkeit und die sich ergebenden Eigenfrequenzen
des Systems.
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Die
Maschinengeschwindigkeiten und -breiten sind heutzutage bereits
hoch. Will man solche Resonanzen vermeiden, so muß der Schaberbalken sehr
groß dimensioniert
werden. Dies ist häufig
kaum möglich,
da der Bauraum nicht ausreicht.
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Mit
steigender Breite und Betriebsgeschwindigkeit verschärft sich
diese Problematik zunehmend. Zum einen steigt die Frequenz der Anregung proportional
zur Geschwindigkeit der Maschine. Zum anderen sinkt mit zunehmender
Breite die Eigenfrequenz des Schaberbalkens, sofern der Querschnitt nicht
vergrößert wird.
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Eine
Vergrößerung des
zulässigen
Bauraums ließe
sich nur mit erheblichen Mehrkosten realisieren, da die Dimensionen
der Gesamtanlage vergrößert werden
müssten.
Auch eine Erhöhung
der Steifigkeit des Körpers
durch Wahl anderer Werkstoffe mit höherem Elastizitätsmodul,
was ebenfalls eine Anhebung der Eigenfrequenz zur Folge hätte, ist
aufgrund der damit verbundenen Mehrkosten nicht wirtschaftlich.
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Man
ist stets bestrebt, Maschinengeschwindigkeit und Maschinenbreite
zu steigern, um damit die Produktivität einer Anlage zu verbessern.
Dies findet jedoch seine Grenze durch die genannten Schwingungsprobleme.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Schwingungsverhalten eines
Schabersystems dahingehend zu beeinflussen, dass die Empfindlichkeit
gegenüber
fremderregten Schwingungen deutlich gesenkt wird und ein sicherer
Betrieb auch unter Einfluss anregender Frequenzen im Bereich der
ersten Eigenfrequenz des konventionell ausgelegten Systems möglich wird.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Demgemäß wird mindestens
eine Zusatzmasse vorgesehen. Diese wird an den Schaberbalken federnd,
oder pendelnd, oder schwimmend angeschlossen. Auch eine Kombination
aus diesen drei Maßnahmen
ist denkbar.
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Es
gibt zahlreiche Möglichkeiten
die Erfindung zu verwirklichen. Prinzipiell kann sich die Zusatzmasse über die
gesamte Länge
des Schaberbalkens erstrecken und wenigstens annähernd so lang sein wie dieser
selbst. Es sind jedoch auch Ausführungen
möglich,
bei denen die Länge
der Zusatzmasse kleiner oder deutlich kleiner als die Länge des Schaberbalkens
ist. Auch ist es denkbar, die Zusatzmasse länger als den Schaberbalken
auszuführen.
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Der
Schaberbalken kann hohl sein. Dies bietet die Möglichkeit, die Zusatzmasse
im Inneren des Schaberbalkens unterzubringen. Die Zusatzmasse kann
aber auch außerhalb
des Schabers beispielsweise in einem Gehäuse vorgesehen werden.
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Wenn
der Schaberbalken hohl, beispielsweise in Form eines Hohlprofils,
ausgeführt
ist, kann er eine im Querschnitt geschlossene Kontur oder eine offene
Kontur aufweisen. Die Wandstärke
des Schaberbalkens kann über
seinem Umfang und/oder über seiner
Länge variieren.
Die Öffnung
in der Kontur kann beispielsweise der Walze beziehungsweise dem
Zylinder, welche/welcher an ihrer/seiner Oberfläche mittels der Schaberklinge
gereinigt wird, zugewandt sein. Insbesondere kann die Öffnung zusammen
mit der am Schaberbalken angeschlossenen Schaberklinge derart gegenüber der
Walze beziehungsweise dem Zylinder ausgerichtet sein, dass von der
Walze beziehungsweise dem Zylinder abgeschabte Partikel durch die Öffnung hindurch
in den Schaberbalken einfallen und somit im Schaberbalken gesammelt
oder abtransportiert werden können.
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Die
Zusatzmasse kann in verschiedensten Formen ausgeführt sein.
Beispielsweise kommt eine Kugelform, eine Stabform, eine Quaderform,
eine Zylinderform oder die Form eines Vielecks in Betracht. Andere
Formen sind möglich.
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Die
Erfindung ist anhand der Zeichnungen exemplarisch erläutert. Darin
ist im einzelnen folgendes dargestellt:
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1 zeigt
in einer Seitenansicht einen Trockenzylinder einer Trockenpartie
einer Papiermaschine.
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2 zeigt
in schematisch, perspektivischer Darstellung eine erste Ausführungsform
einer Schabereinrichtung.
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3 zeigt
wiederum in schematischer Darstellung eine zweite Ausführungsform
einer Schabereinrichtung.
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4 zeigt
in schematischer Darstellung eine dritte Ausführungsform einer Schabereinrichtung.
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5 zeigt
in schematischer Darstellung eine vierte Ausführungsform einer Schabereinrichtung.
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6 zeigt
in schematischen Darstellung eine fünfte Ausführungsform einer Schabereinrichtung.
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In 1 erkennt
man im einzelnen einen Trockenzylinder 1 einer Papiermaschine.
Dieser Trockenzylinder ist in der Trockenpartie angeordnet, wobei
die letztere in der Regel eine Vielzahl von Trockenzylindern beziehungsweise
mit dem Trockenzylinder zusammenarbeitenden Zylindern aufweist.
Der Trockenzylinder 1 ist in einer Stuhlung 2 drehbar
gelagert. Eine zu trocknende Papierbahn 3 wird über eine
Leitwalze 4 an die Mantelfläche des Zylinders 1 herangeführt.
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Eine
Schabereinrichtung 5 erstreckt sich über den Zylinder 1.
Die Schabereinrichtung 5 umfasst einen Schaberbalken 6,
einen Klingenhalter 7 und eine Schaberklinge 8.
Die Schaberklinge 8 ist gegen die Mantelfläche des
Trockenzylinders 1 angestellt. Die Schaberklinge 8 nimmt
die Papierbahn, welche je nach Ausgestaltung der Trockenpartie weitgehend
getrocknet sein kann, von der Mantelfläche des Trockenzylinders 1 ab.
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In 2 erkennt
man einen hohlen Schaberbalken 6 mit einer darin befindlichen
Zusatzmasse 9, welche durch ein Feder-, oder Feder-Dämpfer-Element 10 mit
diesem in Verbindung steht.
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In 3 ist
eine zweite Ausführungsform
der Erfindung dargestellt. Sie zeigt eine Zusatzmasse 9, welche
durch ein Pendelelement 11 in einem hohlen Schaberbalken 6 an
demselben angeschlossen ist.
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Die
in 4 dargestellte dritte Ausführungsform der Erfindung zeigt
im einzelnen einen hohlen Schaberbalken 6 mit einer darin
eingeschlossenen hochviskosen Flüssigkeit 12 – beispielsweise
ein Gel. Im Gel ist eine Zusatzmasse 9 eingelagert, die lose
auf dem Boden des Schaberbalkens 6 aufliegt. Statt eines
Gels kommen auch andere Flüssigkeiten in
Betracht, beispielsweise Öl
oder Wasser.
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Die
in 5 gezeigte vierte Ausführungsform der Erfindung weist
wiederum einen Schaberbalken 6 auf. An diesem ist eine
Zusatzmasse 9 über ein
Feder- oder Feder-Dämpfer-Element 10 angeschlossen.
Unter Feder-Dämpfer-Element
ist ein Element zu verstehen, welches sowohl eine federnde als auch
eine dämpfende
Wirkung beim Schwingen der Zusatzmasse bewirkt. Die Zusatzmasse 9 und
das Feder-Dämpfer-Element 10 sind
in einem Gehäuse 13 untergebracht.
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Der
Schaberbalken 6 kann massiv, oder hohl sein. Alternativ
sind Ausführungsformen
mit einem offenen Hohlprofil denkbar, beispielsweise in Form einer
Rinne. Eine solche offene Kontur ist in der 6 dargestellt.
Die Öffnung 14 im
Schaberbalken 6 ist dem Zylinder 1 zugewandt.
Wenn die Schabereinrichtung beispielsweise zum Reinigen der Oberflächen des
Zylinders 1 eingesetzt wird, fallen von der Oberfläche des
Zylinders 1 abgelöste
Partikel aufgrund der unmittelbar neben der Öffnung beziehungsweise im Bereich
neben der Öffnung 14 angeschlossenen
Schaberklinge 8 durch die Öffnung 14 in den Schaberbalken 6 hinein.
Zur Vereinfachung ist die Zusatzmasse in der 6 nicht
dargestellt.
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Die
in den 2 bis 5 gezeigten Zusatzmassen 9 sind
als Stäbe
ausgeführt,
welche sich über
die gesamte Länge,
oder über
einen wesentlichen Teil des Schaberbalkens 6 erstrecken.
Es sind aber auch weitere Gestaltungsformen der Zusatzmasse 9,
wie beispielsweise eine Kugel denkbar. Des weiteren können in
den 2 bis 5 jeweils mehrere Zusatzmassen 9 vorgesehen
werden. Die Zusatzmasse 9 kann aus Metall oder einem anderen Material
bestehen.
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- 1
- Trockenzylinder
- 2
- Stuhlung
- 3
- Papierbahn
- 4
- Leitwalze
- 5
- Schabereinrichtung
- 6
- Schaberbalken
- 7
- Klingenhalter
- 8
- Schaberklinge
- 9
- Zusatzmasse
- 10
- Feder-
oder Feder-Dämpfer-Element
- 11
- Pendelelement
- 12
- hochviskose
Flüssigkeit
(Gel)
- 13
- Gehäuse
- 14
- Öffnung