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Einleitung
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Die
Erfindung betrifft ein Trägersystem
zur Überbrückung einer
Transportstrecke, mit einem balkenförmigen Mittelteil und zwei
jeweils an einem Ende des Mittelteils angeordneten Endteilen und
einem an dem Mittelteil geführten
und parallel zu dessen Längsachse
verfahrbaren Wagen, der in einem Innenraum des als Hohlkörper ausgeführten Mittelteils
angeordnet ist, wobei ein Funktionselement des Wagens aus dem Innenraum
des Mittelteils herausragt und/oder einen Durchgang für Strahlung oder
Wellen definiert, wobei des Weiteren ein sich parallel zu der Längsachse
des Mittelteils erstreckender Öffnungsspalt
in dem Hohlkörper
von einem synchron mit dem Funktionselement beweglichen Band verschlossen
ist.
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Stand der Technik
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Unter
einer Transportstrecke im Sinne der vorliegenden Anmeldung ist insbesondere
ein umlaufend bewegtes Sieb einer Papiermaschine zu verstehen, auf
dessen Oberfläche
die Materialbahn durch die verschiedenen Abschnitte der Papiermaschine (Formierpartie,
Pressenpartie, Trockenpartie) hindurchgeführt wird. Dabei dient das Trägersystem
zur Anordnung insbesondere eine Gautschknechts, eines Travesierreinigers
oder eines Spitzenschneiders. Während
mit einem Gautschknecht die Papierbahn mittels aus einer Düse austretenden
Hochdruckwasserstrahls geschnitten wird, erfolgt der Schneidprozess
bei einem in der Trockenpartie angeordneten Spitzenschneider mit
Hilfe eines kreismesserförmigen
Werkzeugs. Mittels eines Traversierreinigers kann die Papiermaschinenbespannung
(Formiersieb, Pressfilz oder Trockensieb) mit Hilfe eines Düsenkopfs
unter Verwendung von Wasser und/oder Luft beaufschlagt und dadurch
von Verschmutzungen gereinigt werden. Das Trägersystem eignet sich des Weiteren
zum Beispiel zur Anordnung eines quer zur überbrückten Transportstrecke verfahrbaren Überwachungssystems,
zum Beispiel eines Kamera gestützten
Aufzeichnungs- und/oder Kontrollsystems. Sichtbares Licht oder IR-Strahlung
dringt in diesem Fall von außen
durch ein Funktionselement in Form einer Linsenoptik zu einem in
dem Innenraum des Mittelteils angeordneten Detektor. Selbstverständlich sind
auch alle anderen Arten der Detektion (kapazitive, induktive oder
auch mechanisch tastende Kontroll- und Messsysteme) möglich.
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Bei
Papiermaschinen ergibt sich die Notwendigkeit, dass das Trägersystem
mit seinen Lagerungs- und Befestigungselementen, die mit den Endteilen
gekoppelt oder einstückig
mit diesen ausgebildet sind, seitlich neben der Transportstrecke
fixiert werden kann, so dass das Mittelteil die Transportstrecke überspannen
und daher als statisch selbst tragendes Bauteil ausgeführt sein
muss. So sind die Lagerungen derartiger Trägersysteme im Bereich der so
genannten Stuhlung einer Papiermaschine angeordnet, wo sich auch
die Lagerungen der Walzen, Zylinder und sonstiger ortsfester Bauelemente
der Papiermaschine befinden. Dabei kann das Mittelteil des Trägersystems über, unter,
vor oder hinter der Papiermaschinenbespannung bzw. der davon transportierten
Materialbahn angeordnet sein, je nachdem, wie die Platzverhältnisse
am Einbauort und die Funktionsweise es erforderlich machen.
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Während die
Mittelteile bekannter Trägersysteme
früher
in der Regel als "offene
Konstruktionen" mit
typischer Weise rohrförmigen
Tragprofilen ausgebildet waren, sind seit einiger Zeit auch "geschlossene Systeme" bekannt, bei denen
das Mittelteil als Hohlkörper
gestaltet ist und worin der Wagen geschützt vor der aggressiven Atmosphäre in einer
Papiermaschine sowie den beispielsweise beim Reinigungsvorgang entstehenden
Verschmutzungen durch Papierfasern o. ä. angeordnet ist. Die vorliegende
Erfindung betrifft ein derartiges "geschlossenes System".
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Aufgrund
der traversierenden Verfahrbewegung des Wagens stellt insbesondere
die Abdichtung des Öffnungsspalts
in dem Hohlkörper
eine gewisse Problematik dar. Hier ist es allgemein bekannt, beidseitig
an das Funktionselement, das z. B. von einer Linse eines optischen
Erkennungssystems im Inneren des Mittelteils gebildet wird, ein
Band aus Edelstahl anzuschließen,
das die Bereiche, in denen sich das Funktionselement gerade nicht
befindet, verschließt
und synchron mit dem Funktionselement in beide Richtungen geschoben
werden kann. Insbesondere die Betätigung und der Antrieb des
Bandes haben sich bei dem bekannten Trägersystem als problematisch
herausgestellt.
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Aus
der
DE 10 2005
022 035 A1 geht eine Vorrichtung zum Reinigen einer Materialbahn
von Verunreinigungen hervor. Eine baulich einfache Ausbildung der
Vorrichtung soll dadurch erreicht werden, dass die Vorrichtung eine
Reinigungseinrichtung mit mehreren Reinigungsköpfen aufweist, die auf die Materialbahn
gerichtet sind.
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Aus
der
DE 696 17 346
T2 ist eine Papierherstellungsmaschine bekannt, die über eine
Laserschneidanordnung verfügt,
die bezüglich
der Laufrichtung einer in der Papierherstellungsmaschine geförderten
Faserbahn feststehend oder beweglich angeordnet ist. Ein Vorteil
dieser Papierherstellungsmaschine soll sein, dass die Papierbahn
sauber und ohne mechanische Berrührung
geschnitten wird.
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Ebenfalls
die
DE 600 04 572
T2 beschreibt eine Vorrichtung zum Abschneiden einer Bahn
in einer Papiermaschine, insbesondere eine Wasserstrahlschneidvorrichtung.
Die Vorrichtung weist einen Träger
auf, der oberhalb oder unterhalb der Bahn angebracht ist und quer über die
Breite der Bahn verläuft.
An dem Träger
ist ein beweglicher Wagen befestigt, an dem wiederum eine Wasserstrahlschneiddüse angebracht
ist. Die Bewegung eines flexiblen Schlauchs zur Zuführung des
Wassers wird durch ein freu laufendes Rad unterstützt, das
an einem zweiten Wagen angebracht ist, der entlang dem Träger beweglich
ist.
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Aufgabe
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Trägersystem zur Überbrückung einer
Transportstrecke dahingehend weiter zu entwickeln, dass Konstruktion
und Antrieb des Bandes zum Verschluss des Öffnungsspalts für das Funtkionselement
vereinfacht werden.
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Lösung
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Ausgehend
von einem Trägersystem
der eingangs beschriebenen Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass der Wagen mittels des Bandes verfahrbar ist, dessen auf gegenüberliegenden
Seiten des Funktionselements angeordnete Abschnitte Zugkräfte auf
den Wagen übertragen.
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Bei
der erfindungsgemäßen Lösung dient somit
das Band nicht lediglich als Verschlusselement für den Öffnungsspalt in dem Hohlkörper, sondern zugleich
als Kraft übertragendes
Antriebselement für das
Funktionselement und auch den damit gekoppelten Wagen. Je nachdem,
in welche Richtung der Wagen mit den Funktionselement bewegt werden
soll, wird der eine oder der andere Abschnitt des Bandes mit einer
Zugkraft beaufschlagt, um so das Funktionselement mit dem Wagen
zu verschieben. Vorzugsweise ist dabei der Wagen mittels einer separaten
Führungseinrichtung
im Innenraum des Mittelteils gelagert und geführt. Diese Lagerung kann sinnvollerweise
mit Hilfe bekannter Linearführungseinrichtungen
erfolgen.
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Grundsätzlich ist
es auch denkbar, dass das Band zwei voneinander getrennte Abschnitte
aufweist, die mit jeweils einem Ende an dem Funktionselement befestigt
und mit dem jeweils gegenüberliegenden
Ende bis in die Endteile hinein geführt und dort zum Beispiel aufgewickelt
werden. Die Kraftübertragung
auf das Funktionselement und den Wagen erfolgt in diesem Fall je
nach Fahrtrichtung von unterschiedlichen Seiten her, d. h. entweder
von dem einen oder dem anderen Endteil her. Da dies jedoch einen
grundsätzlich
erhöhten
Konstruktion- und Steuerungsaufwand bedingt, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen,
das Band endlos um zwei in den Endteilen angeordnete Umlenkrollen
zu führen,
mit einem Umschlingungswinkel von jeweils rund 180°, wobei einer
Obertrum des Bandes frei zwischen den Umlenkrollen verläuft, in
einen Untertrum des Bandes das Funktionselement integriert ist und
mindestens eine Umlenkrolle mittels einer Antriebseinrichtung antreibbar
ist. Bei großen
Längen
des Mittelteils und hinreichender Höhe kann der Wagen im Bereich zwischen
Untertrum und Obertram verlaufen und auch dort geführt sein,
wobei ein Stützelement
des Wagens den Obertram gleitend abstützen kann. Die erfindungsgemäße Endlosführung des
Bandes vereinfacht die Konstruktion bedeutend. Es sind keine Aufwickelvorgänge und
zu synchronisierende Bewegungen getrennter Bandabschnitte erforderlich.
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Um
die Positioniergenauigkeit des Funktionselements über der überspannten
Transportstrecke dauerhaft zu gewährleisten und auf einem hohen Niveau
zu realisieren, sollte das Band formschlüssig mit mindestens einer Umlenkrolle
gekoppelt sein und Formschlusselemente des Bandes bei einer Endlosführung auf
dessen Innenseite oder bei zwei getrennten Abschnitten auf dessen
dem Innenraum in dem Hohlkörper
zugewandte Seite angeordnet sein. Die der überbrückten Transportstrecke zugewandten Seite
des Bandes, die mit den Medien in der Papiermaschine in Kontakt
kommt, kann glatt ausgeführt werden
und daher den Medien, zum Beispiel Fasern, wenig Angriffsfläche bieten,
so dass die Neigung zur Bildung von Ablagerungen gering ist.
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Die
Erfindung weiter ausgestaltend ist vorgesehen, dass das Band ein
Zahnriemen ist und die Umlenkrolle als damit in Eingriff stehende
Zahnräder ausgebildet
sind. Zahnriemen und die zugehörigen Riemenräder sind
als Normbauteile kostengünstig
in einer großen
Anzahl von Langen verfügbar
und zeichnen sich durch ihre gute Medienbeständigkeit und hohe Lebensdauer
aus.
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Gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung ist außerdem noch vorgesehen, dass
das Band mit einander gegenüberliegenden
Längsrändern in
einander zugewandten Nuten in Wandungen des Mittelteils geführt ist,
wobei die Wandungen den Öffnungsspalt beidseitig
begrenzen.
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Auf
diese Weise wird das Band auch in eine Richtung senkrecht zu der
Längsrichtung
des Mittelteils und senkrecht zu der überbrückten Transportstrecke sicher
geführt.
Außerdem
wird durch die Nut-Feder-artige Verbindung (das Band bildet in diesem
Falle die Feder) eine Art Labyrinthdichtung geschaffen, die das
Eindringen unerwünschter
Medien in den Innenraum des Mittelteils wirksam verhindert. Eine
derartige Dichtung ist trotz ihrer hohen Effektivität im Wesentlichen
wartungs- und verschleißfrei.
Innerhalb bestimmter Intervalle wird lediglich das Auswechsels des
Zahnriemens erforderlich sein.
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Um
auch bei breiten Transportstrecken, d. h. großen Langen des Mittelteils,
eine hinreichend biegesteife Konstruktion zu erhalten, kann das
Mittelteil ein im Querschnitt C-förmiges Profil
aufweisen, dessen Öffnung
mittels mindestens eines Deckels verschlossen ist. Ein C-Profil
oder U-Profil zeichnet sich durch ein hohes Widerstandsmoment aus,
insbesondere wenn das Mittelteil des C's oder U's eine große Höhe besitzt und das Mittelteil
parallel zur Belastungsrichtung verläuft. Trotz der großen Stabilität eines
C-oder U-Profils
ergibt sich nach Entfernung des mindestens einen Deckels die Möglichkeit,
den Innenraum des Mittelteils zu Wartungs- oder Reparaturzwecken
zu öffnen.
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Um
an einem Schenkel des C- oder U-Profils einen in Längsrichtung
verlaufenden Öffnungsspalt realisieren
zu können,
kann dieser Schenkel mit seiner Stirnseite den Öffnungsspalt auf einer Seite
und ein Zusatzprofil, vorzugsweise in Form eines Flachprofils, den Öffnungsspalt
auf der gegenüberliegenden
Seite begrenzen.
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Die
Erfindung weiter ausgestaltend wird vorgeschlagen, dass ein Lagerelement
einer Umlenkrolle in Längsrichtung
des Mittelteils verschiebbar ist und mittels eines Federelements
in Richtung von der anderen Umlenkrolle weg vorgespannt ist. Eventuelle
Längungen
des Bandes, insbesondere auch bei Verwendung von Kunststoffmaterialien,
können
auf diese Weise im erforderlichen Maß kompensiert und die Bandspannung
kann konstant gehalten werden. Dies gilt insbesondere, wenn ein
Lagerelement mittels einer Gasdruckfeder oder eines Hydraulikzylinders,
die bzw. der zwischen den Umlenkrollen angeordet ist, vorspannbar
ist, wobei der Druck in der Gasdruckfeder oder dem Hydraulikzylinder
einstellbar ist. Die Anordnung der Spanneinrichtung nicht über die
Umlenkrollen hinaus nach außen
minimiert den Bauraum des Trägersystems
in Längsrichtung des
Mittelteils.
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Schließlich ist
gemäß einer
vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung noch eine Energieversorgungskette
in dem Mittelteil vorgesehen, die den Wagen und/oder das Funktionselement
mit elektrischer Energie und/oder Wasser und/oder Druckluft und/oder
anderen Medien versorgt.
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Ausführungsbeispiel
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels, das in der
beiliegenden Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert:
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Es
zeigt
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1 Eine
perspektivische Ansicht schräg von
oben auf ein Trägersystem
im geschlossenen Zustand mehrerer Deckel;
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2 wie 1,
jedoch in einer Ansicht schräg
von unten;
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3 wie 1,
jedoch im Zustand mit entfernten Deckeln
-
4 wie 3,
jedoch in einer Ansicht schräg
von unten
-
5 eine
Vorderansicht des Trägersystems mit
entfernten Deckeln
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6 einen
Querschnitt entlang der Linie VI–VI durch das Mittelteil des
Trägersystems
gem. 5
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Ein
Trägersystem 1 eines
Traversierreinigers weist ein balkenförmiges Mittelteil 2 und
zwei jeweils an dessen Enden 3, 4 angeordnete
Endteile 5, 6 auf. Das Mittelteil 2 überspannt
eine Transportstrecke in Form eines Papiermaschinensiebes, welches
lediglich durch die zwei Umrisslinien 7, 8 angedeutet
ist. Nicht dargestellt sind aus dem Stand der Technik bekannte Lagerungselemente,
auf denen sich die Endteile 5, 6 auf einer so genannten
Stuhlung einer Papiermaschine abstützen. Die Endteile 5, 6 sind
als so genannte Umlenkkästen
ausgebildet, in denen in 1 nicht sichtbare Umlenkrollen 9, 10 zur
Umlenkung eines in 1 ebenfalls nicht sichtbaren
Zahnriemens angeordnet sind. Das Mittelteil 2 ist als Hohlkörper mit
einem insgesamt ungefähr
rechteckförmigen
Querschnitt ausgebildet. Durch drei Deckel 11, 12, 13 ist
der Blick in einen Innenraum 14 des Mittelteils 2 in
den 1 und 2 versperrt.
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Aus 2 ist
ersichtlich, dass sich an einer Unterseite 15 des Mittelteils 2 ein
sich über
die gesamte Länge
des Mittelteils 2 erstreckender Öffnungsspalt 16 mit
konstanter Breite befindet. Durch den Öffnungsspalt 16 tritt
ein Funktionselement 17 hervor, das in Form eines Mitnehmers 18 und
eines eine Bohrung darin mit leichtem Spiel durchdringenden Halteelements 19 ausgeführt ist.
Der Mitnehmer 18 ist auf später noch näher erläuterte Weise an einem Band 20 befestigt,
mit dessen Hilfe der Mitnehmer 18 über die gesamte Länge des Öffnungsspaltes 16 verfahren
werden kann, wobei das Band 20 auf später noch genauer dargestellte
Weise den Öffnungsspalt 16 dicht
abschließt,
und zwar unabhängig von
der Position des Funktionselements 17, d. h. des Mitnehmers 18 und
des Halteelements 19. An dem Halteelement 19 wird
z. B. ein Sprühkopf
einer Reinigungsvorrichtung oder eine Düse eines Gautschknechts befestigt.
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3 lässt aufgrund
der entfernten Deckel 11, 12, 13 einen
Blick in einen Innenraum 14 des Mittelteils 2 frei.
Es ist ersichtlich, dass das Haltelement 19 durch den Mitnehmer 18 hindurchgeführt ist,
und dass der Mitnehmer 18 aus einer unteren, in 2 erkennbaren
Mitnehmerplatte 22 und einer oberen in 3 sichtbaren
Mitnehmerplatte 23 besteht, die beide miteinander mittels
vier Schrauben verpresst sind, wobei die Schrauben in Bohrungen
das Band 20 durchdringen. Im Bereich der Bohrung für das Halteelement 19 ist
gleichfalls eine Durchdringung in dem Band 20 vorhanden.
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Aus
den 3, 4 und 5 lasst
sich entnehmen, dass das Halteelement 19, an dem sich beispielsweise
ein bekannter Sprühkopf
eines Traversierreinigers befinden kann, in seinem oberen Abschnitt
mit einem Klemmelement 24 eines Wagens 25 befestigt
ist. Der Wagen 25 ist an einer sich über die gesamte Länge des
Mittelteils 2 erstreckende Linearführung in Richtung des Doppelpfeils 27 verschiebbar. 5 zeigt
dabei, dass das Band 20 als umlaufender Zahnriemen ausgeführt ist,
wobei eine Umlenkung im Bereich der Endteile 5 und 6 mit
Hilfe der zwei Umlenkrollen 9, 10 erfolgt, die
mit einer Außenverzahnung
versehen sind, die mit der Verzahnung des Zahnriemens formschlüssig in
Eingriff steht. Ein Antrieb des Zahnriemens erfolgt mit Hilfe eines
Elektromotors 28, der an ein Schneckengetriebe 9 angeflanscht
ist, welches wiederum an eine Welle gekoppelt ist, mit der die in
dem Endteil 6 angeordnete Umlenkrolle 10 antreibbar
ist.
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Bewegen
sich das Band 20 und der Mitnehmer 18 und somit
auch das Halteelement 19 in der in 5 gezeigten
Darstellung nach rechts, so wird über einen rechts des Mitnehmers 18 befindlichen Abschnitt
eines Untertrums des Zahnriemens eine Zugkraft auf den Mitnehmer 18 übertragen.
Anders sind die Verhältnisse
bei einer Bewegung nach links, denn dann wird eine Zugkraft über einen
links des Mitnehmers 18 befindlichen Abschnitt des Untertrums übertragen
und ebenso über
die gesamte Länge
eines nur gestrichelt dargestellten Obertrums 30. Unabhängig von
der jeweiligen Position des Wagens 25 in dem Mittelteil 2 ist
dieser und somit auch das Funktionselement 17 mit Energie
und unter Druck stehendem Medium, z. B. in Form von Wasser, über eine
nach dem Stand der Technik bekannte Energieversorungskette 31 versorgt,
die in einem in seiner Breite angepassten U-Profil 32 mit
ihrem jeweiligen gestreckten Abschnitt abgelegt wird.
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Während also
in horizontale Richtung die Kraftübertragung von dem Antrieb über den
Zahnriemen und den daran befestigten Mitnehmer 18 auf das Halteelement 19 erfolgt,
ist dieses in Richtung senkrecht zu dem Untertrum des Zahnriemens
beweglich, so dass stets eine optimale Beweglichkeit des Wagens 25 entlang
der Linearführung 26 gegeben
ist, da Querkräfte
senkrecht zur Richtung der Linearführung 26 von dem Mitnehmer 18 nicht
ausgeübt
werden.
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Die
Querschnittsdarstellung gemäß 6 zeigt
schließlich
noch, dass das Mittelteil 2 auf der in 6 linken
Seite von einem im Querschnitt C-förmigen Profil 33 begrenzt
ist. Das C-förmige
Profil verläuft
mit seinem Mittelteil in eine Richtung parallel zu dem Halteelement 19 und
ist aufgrund seiner vergleichsweise großen Höhe 34 in der Lage,
mit seinem großen
Widerstandsmoment große
Querkräfte in
Richtung des Doppelpfeils 35 aufzunehmen. Dies ermöglicht große Spannweiten
des Mittelteils 2 und somit das Überbrücken auch breiter Transportstrecken,
d. h. Papiermaschinenbespannungen.
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Das
C-Profil 33 weist in einer Wandung 36 eine Nut 37 auf.
In gleicher Weise weist ein eine gegenüberliegende Wandung bildendes
Zusatzprofil 38 mit einem im Wesentlichen rechteckigen
Querschnitt eine hinsichtlich ihrer Geometrie übereinstimmende Nut 39 auf.
In diese beiden Nuten 37 und 39 greift der Zahnriemen
mit gegenüberliegenden
Längsrändern 40 und 41 formschlüssig, jedoch
mit leichtem Spiel in Richtung auf den jeweiligen Nutgrund sowie
senkrecht hierzu ein. Das Band 20 in Form des Zahnriemens
bildet somit einen dichten Abschluss des Innenraums 14 des
Mittelteils 2 gegenüber
einem Eindringen von Verschmutzungen, insbesondere von Fasern und
Wasser von außen.
Die Spalte zwischen den Nutwangen und dem Nutgrund der Nuten 37 und 39 einerseits
und den Oberflächen
der Längsränder 40 und 41 des
Zahnriemens andererseits bilden eine Art Labyrinthdichtung, die
trotz des einfachen und im Wesentlichen wartungsfreien Aufbaus des
unteren Abschlusses des Innenraums 14 für eine dauerhafte und zuverlässige Abdichtung
desselben sorgen.
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Die
Tragfähigkeit
des Mittelteils 2 wird im Wesentlichen durch den Mittelbereich 42 des
C-Profils 33 bewirkt. Das an die beiden Endteile 5, 6 angeschlossene
Zusatzprofil 38 übernimmt
keine vorrangige Tragfunktion, sorgt jedoch für eine hinreichend stabile
Führung
des Längsrandes 41 des
Zahnriemens. Die Deckel 11, 12, 13 üben keinerlei
Tragfunktion aus.
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- 1
- Trägersystem
- 2
- Mittelteil
- 3
- Ende
- 4
- Ende
- 5
- Endteil
- 6
- Endteil
- 7
- Umrüstlinie
- 8
- Umrüstlinie
- 9
- Umlenkrolle
- 10
- Umlenkrolle
- 11
- Deckel
- 12
- Deckel
- 13
- Deckel
- 14
- Innenraum
- 15
- Unterseite
- 16
- Öffnungsspalt
- 17
- Funktionselement
- 18
- Mitnehmer
- 19
- Halteelement
- 20
- Band
- 21
- Längsachse
- 22
- Mitnehmerplatte
- 23
- Mitnehmerplatte
- 24
- Klemmelement
- 25
- Wagen
- 26
- Linearführung
- 27
- Doppelpfeil
- 28
- Elektromotor
- 29
- Getriebe
- 30
- Obertram
- 31
- Energierversorgungskette
- 32
- U-Profil
- 33
- C-Profil
- 34
- Höhe
- 35
- Doppelpfeil
- 36
- Wandung
- 37
- Nut
- 38
- Zusatzprofil
- 39
- Nut
- 40
- Längsrand
- 41
- Längsrand
- 42
- Mittelbereich