DE102010039198A1

DE102010039198A1 - Schüttelvorrichtung

Info

Publication number: DE102010039198A1
Application number: DE201010039198
Authority: DE
Inventors: Andreas Schilz; Heinrich Peter Weyermann
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2010-08-11
Filing date: 2010-08-11
Publication date: 2012-02-16

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schüttelvorrichtung (1) zum Hin- und Herbewegen einer Walze (2) entlang einer Achse (L) derselben, insbesondere einer Walze (2) für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Verpackungspapierbahn, die einen ersten, mit der Walze (2) in Richtung der Walzenachse (L) verbundenen Exzenterantrieb (10) und einen zweiten, mit der Walze (2) in Richtung der Walzenachse (L) verbundenen Exzenterantrieb (11), aufweist, wobei die beiden Exzenterantriebe (10, 11) von mindestens einem Motor, vorzugsweise von zwei Motoren, angetrieben sind, wobei die beiden Exzenterantriebe (10, 11) auf bzw. in einer gemeinsamen und beweglichen bzw. verfahrbaren Einrichtung (6) gelagert sind und wobei die Walze (2) und die Einrichtung (6) mittels mindestens einer wenigstens einteiligen Schüttelstange (9) mittel- oder unmittelbar miteinander vhtung (1) ist dadurch gekennzeichnet, dass die eine Mittellinie (M) aufweisende Schüttelstange (9) mit einer zumindest bereichsweise als eine Aufnahme (19) ausgebildeten Stirnwand (18) der Einrichtung (6) verbunden ist, wobei die Stirnwand (18) der Einrichtung (6) im Bereich der Aufnahme (19) zumindest bereichsweise auf ihrer dem Zwischenteil (17) und der Schüttelstange (9) abgewandten Seite mit mehreren Versteifungsmitteln (20), insbesondere mit mehreren Streben (20.1 bis 20.3; 20.4 bis 20.6), deren Wirklinien (W.20.1 bis W.20.3; W.20.4 bis W.20.6) unter einem Winkel (α, β, γ) von sowohl 0° als auch größer 0° zu der Mittellinie (M) der Schüttelstange (9) verlaufen, versehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schüttelvorrichtung zum Hin- und Herbewegen einer Walze entlang einer Achse derselben, insbesondere einer Walze für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Verpackungspapierbahn, die einen ersten, mit der Walze in Richtung der Walzenachse verbundenen Exzenterantrieb und einen zweiten, mit der Walze in Richtung der Walzenachse verbundenen Exzenterantrieb, aufweist, wobei die beiden Exzenterantriebe von mindestens einem Motor, vorzugsweise von zwei Motoren, angetrieben sind, wobei die beiden Exzenterantriebe auf bzw. in einer gemeinsamen und beweglichen bzw. verfahrbaren Einrichtung gelagert sind, und wobei die Walze und die Einrichtung mittels mindestens einer wenigstens einteiligen Schüttelstange mittel- oder unmittelbar miteinander verbunden sind.
Eine derartige Schüttelvorrichtung ist beispielsweise aus der Druckschrift EP 1 624 102 B1 bekannt.
Diese weitgehend reaktionskräftefrei arbeitende Schüttelvorrichtung basiert auf direkt angetriebenen Massenpaaren mittels hochdynamischer Drehstromantriebe mit Winkelgleichlaufregelung, wobei die Massenpaare in einer hydrostatisch gelagerten Einrichtung, beispielsweise einem Schlitten, einem Gestell oder einem Rahmen, angeordnet sind. Die beiden Massenpaare einer derartigen Schüttelvorrichtung können jedoch auch mittels einer nur einen Antriebsmotor aufweisenden Antriebseinrichtung angetrieben sein. Zudem kann anstelle eines Elektromotors auch ein Hydraulikmotor eingesetzt werden.
Durch die Verstellung des Winkels zwischen den beiden Massenpaaren von 0 bis 180° (in Umlaufrichtung) kann eine an einer Schüttelstange wirkende Massenkraft stufenlos eingestellt werden. Über die Drehgeschwindigkeit der beiden Massenpaare kann ebenfalls die Frequenz stufenlos eingestellt werden.
Die Übertragung der erzeugten Rotationsenergie erfolgt mittels der Schüttelstange auf eine beispielhafte Brustwalze einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn. Die Einheit ”Schlitten mit Brustwalze” ist ein in horizontaler Richtung – mit einem gemeinsamen mechanischen Nullpunkt – frei schwingendes System.
Diese Schüttelvorrichtung weist überdies folgende Eigenschaften auf:

– Hochfrequente Schüttelung Auch bei Maschinengeschwindigkeiten von bis zu 1.200 m/min lässt sich die Formation in der herzustellenden Faserstoffbahn deutlich verbessern.
– Steuerbares Reißlängenverhältnis Durch eine Anpassung von Hub und Frequenz der Schüttelung kann das Reißlängenverhältnis in der herzustellenden Faserstoffbahn in weiten Grenzen frei gewählt werden.

Es ergibt sich somit folgender allgemeiner Nutzen für den Betreiber der Schüttelvorrichtung:

– Beste Formation in der herzustellenden Faserstoffbahn durch eine gleichmäßige Faserverteilung bei einer deutlichen Verbesserung der Papierqualität – mit Vorteilen bei der Weiterverarbeitung, beim Streichen, Imprägnieren und Bedrucken der herzustellenden Faserstoffbahn.
– Verbesserte Dimensionsstabilität durch eine gezielte Faserausrichtung in der herzustellenden Faserstoffbahn.
– Reduzierte Instandhaltungskosten durch eine geringe Beanspruchung und einen reduzierten Verschleiß.

Und der spezifische Nutzen für den Betreiber der Schüttelvorrichtung ist:

– Signifikante Verbesserung der Formation in der herzustellenden Faserstoffbahn.
– Reduzierung des Reißlängenverhältnisses in der herzustellenden Faserstoffbahn.
– Verbesserung von weiteren Qualitätsparametern, wie Berstfestigkeit, Stauchwiderstand (SCT-CD), etc. in der herzustellenden Faserstoffbahn.
– Keine Reaktionskräfte. Das Fundament muss nur das Eigengewicht der Schüttelvorrichtung tragen, keine Übertragung von störenden Schwingungen auf weitere Partien der Maschine, wie beispielsweise auf den Stoffauflauf und die Siebpartie.
– Die Ausführung ist kompakt, robust und gekapselt. Die Einrichtung bzw. der Schlitten ist vorzugsweise hydrostatisch gelagert, die Schmierung wird systemintegriert nach dem Umlaufprinzip sichergestellt.

Die Anbindung der Schüttelstange erfolgt in bekannter Weise mittels eines an der Einrichtung angeschweißten Aufnahmeelements. Dieses Aufnahmeelement ist im Grunde eine Scheibe, die an die Stirnwand der Einrichtung angeschweißt ist und die mehrere Befestigungsmittel, insbesondere Gewindebohrungen oder Durchgangsbohrungen und mindestens eine vorzugsweise mittig angeordnete Zentrierung, insbesondere eine Zentrierbohrung aufweist. Die Stirnseite der Einrichtung ist hierbei per Definition die Wandseite der Einrichtung, die quer zu der horizontalen Schüttelrichtung verläuft und die zu der Walze hin gerichtet ist.
Die das Aufnahmeelement aufweisende Stirnwand der Einrichtung kann mit einer rückseitigen Versteifung, insbesondere einer horizontal ausgerichteten und angeschweißten Strebe, versehen sein.
Da die Betriebssituation der Schüttelvorrichtung durch unzählige Lastwechsel gekennzeichnet ist, kann es zu einer Rissbildung, beispielsweise infolge einer hohen Kerbwirkung im Bereich des Übergangs zwischen dem in die Stirnwand der Einrichtung eingeschweißten Aufnahmeelement und der rückseitig an der Stirnwand der Einrichtung angeschweißten Strebe kommen. Die Rissbildung kann letztendlich einen unerwarteten Bruch in diesem Bereich der Einrichtung und somit einen zeitaufwändigen Stillstand der Schüttelvorrichtung bewirken.
Es ist also Aufgabe der Erfindung, eine Schüttelvorrichtung der eingangs genannten Art derart zu verbessern, dass die genannten Nachteile des Stands der Technik weitestgehend reduziert, vorzugsweise sogar gänzlich vermieden werden. Insbesondere soll die Anbindung prozesssicherer sein, soll etwaige Rissbildungen weitestgehend vermeiden und soll günstiger und einfacher in der Fertigung und Montage sein.
Diese Aufgabe wird bei einer Schüttelvorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die eine Mittellinie aufweisende Schüttelstange mit einer zumindest bereichsweise als eine Aufnahme ausgebildeten Stirnwand der Einrichtung verbunden ist, wobei die Stirnwand der Einrichtung im Bereich der Aufnahme zumindest bereichsweise auf ihrer dem Zwischenteil und der Schüttelstange abgewandten Seite mit mehreren Versteifungsmitteln, insbesondere mit mehreren Streben, deren Wirklinien unter einem Winkel von sowohl 0° als auch größer 0° zu der Mittellinie der Schüttelstange verlaufen, versehen ist.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst.
Die erfindungsgemäße Anbindung der Schüttelstange an die Einrichtung der Schüttelvorrichtung vermeidet aufgrund ihrer konstruktiven Eigenschaften wirksam eine Rissbildung und letztlich einen Bruch samt einhergehender Stillstandszeiten und Kosten. Insbesondere tragen die zusätzlichen Versteifungsmittel wesentlich zu einer Verbesserung der Festigkeit, insbesondere im Hinblick auf die unzähligen Lastwechsel während des Betriebs der Schüttelvorrichtung bei.
Die ausgebildete Aufnahme ist bevorzugt ein integraler Bestandteil der Stirnwand der Einrichtung und ein Zwischenteil ist vorzugsweise zumindest bereichsweise formschlüssig mit der als eine Aufnahme ausgebildeten Stirnwand der Einrichtung koppelbar. Die Integration der Aufnahme in die Stirnwand der Einrichtung verbessert merklich die Festigkeit der Anbindung und die zumindest bereichsweise formschlüssige Kopplung des Zwischenteils mit der Stirnwand der Einrichtung wirkt sich weiterhin positiv auf die betrieblich benötigte Zentriergenauigkeit zwischen Schüttelstange und Einrichtung aus.
Die zusätzlichen Versteifungsmittel können mindestens zwei senkrecht und vorzugsweise spiegelbildlich zu der Mittellinie der Schüttelstange angeordnete Streben umfassen, deren Wirklinien unter einem Winkel von < 90°, vorzugsweise von ≤ 60°, insbesondere von ≤ 45°, zu der Mittellinie der Schüttelstange verlaufen. Die Streben können beispielsweise als zwei kostengünstige, jedoch funktional hochwirksame Stege ausgebildet sein, die diametral, also oberhalb und unterhalb der Mittellinie der Schüttelstange angeordnet sind.
Auch können die Versteifungsmittel mindestens eine horizontal angeordnete, vorzugsweise über die Breite der Einrichtung hinweg verlaufende und gegebenenfalls gekröpfte Strebe umfassen. In verbesserter Weise hierzu können die Versteifungsmittel auch mindestens zwei horizontal und vorzugsweise spiegelbildlich zu der Mittellinie der Schüttelstange angeordnete, vorzugsweise über die Breite der Einrichtung hinweg verlaufende und gegebenenfalls geköpfte Streben umfassen. Beispielsweise können zwei Streben oberhalb und unterhalb der Mittellinie der Schüttelstange angeordnet sein.
Unter Berücksichtigung von festigkeitstechnischen Gesichtspunkten ist es vorteilhaft, wenn die Versteifungsmittel mit der als eine Aufnahme ausgebildeten Stirnwand der Einrichtung mittels einer Vielzahl von vorzugsweise kreuzungsfrei angeordneten Schweißnähten verbunden sind. Aufgrund der fehlenden gegenseitigen Schweißnahtüberlappungen werden Kerbwirkungen und somit mögliche Rissbildungen effektiv vermieden.
Weiterhin weist die in der Stirnwand der Einrichtung ausgebildete Aufnahme bevorzugt mehrere Befestigungsmittel, insbesondere Gewindebohrungen oder Durchgangsbohrungen und mindestens eine vorzugsweise mittig angeordnete Zentrierung, insbesondere eine Zentrierbohrung auf. Und das Zwischenteil selbst weist auch bevorzugt mehrere Befestigungsmittel, insbesondere Gewindebohrungen oder Durchgangsbohrungen und mindestens zwei vorzugsweise mittig und gegenseitig angeordnete Zentrierungen, insbesondere einen Zentrierdorn und einen Zentrieraußenkreis auf. Das Zwischenteil kann also eine „Adapterfunktion” übernehmen, wenn es die gleichen funktionswesentlichen Maße wie das Aufnahmeelement des Stands der Technik besitzt. So sind gleiche maßliche Anbindungen bei Erreichung von Kostenvorteilen möglich. Die Befestigungsmittel können beispielsweise eine Fixierverbindung, beispielsweise eine eine Gewindebohrung aufweisende Schraubverbindung, und mehrere Durchgangsbohrungen mit vorzugsweise symmetrischer Anordnung zu der Mittellinie der Schüttelstange sein.
Ferner kann die Schüttelstange wenigstens einseitig, vorzugsweise beidseitig mit einem zumindest zeitweise fixierbaren, insbesondere klemmbaren Kugelgelenk versehen sein. Ein derartiges Kugelgelenk gewährleistet eine weitestgehend axiale Kraftübertragung und vermeidet wirksam die Übertragung von nachteilhaften Querkräften. Und das Erfordernis einer hohen Ausrichtgenauigkeit wird auch in dem Falle einer Nachjustierung der beiden Baueinheiten Walze und Einrichtung merklich reduziert. Die Fixierung, insbesondere Klemmung des Kugelgelenks findet zumindest während des Betriebs der Schüttelvorrichtung statt.
Eine Schüttelvorrichtung mit einer Schüttelstange, die wenigstens ein derartiges und zumindest zeitweise fixierbares, insbesondere klemmbares Kugelgelenk aufweist, ist in der deutschen Patentanmeldung mit dem Anmelder-Aktenzeichen HPB14657 DE – „DS-Schüttelstange (Kugel)” und dem gleichen Anmeldetag offenbart. Der diesbezügliche Offenbarungsgehalt dieser deutschen Patentanmeldung wird hiermit zum Gegenstand der vorliegenden Beschreibung gemacht.
Die Schüttelstange weist bevorzugt eine Länge im Bereich von 300 bis 3.000 mm, vorzugsweise von 600 bis 2.500 mm, insbesondere von 800 bis 2.000 mm, auf, da in diesen Längenbereichen noch eine ausreichende, vorzugsweise optimale Festigkeit und Knicksicherheit gegeben ist.
Dabei können die Walze und die Einrichtung mittels. einer einteiligen Schüttelstange mittelbar miteinander verbunden sein. Im Regelfall ist zwischen der Walze und der Einrichtung zusätzlich noch eine Kupplung vorgesehen.
Überdies weist die Schüttelvorrichtung bevorzugt eine Schüttelkennzahl im Bereich von 1.500 bis 6.000 [1000/min] auf, wobei sich die Schüttelkennzahl aus folgender Formel errechnet: Schüttelkennzahl = (Schüttelfrequenz² × Schüttelhub)/Siebgeschwindigkeit
Die Einheiten der einzelnen Größen sind dabei wie folgt: Schüttelkennzahl SKZ in [1000/min], Schüttelfrequenz n in [1/min], Schüttelhub s in [mm] und Siebgeschwindigkeit v_sieb in [m/min].
Und der jeweilige Exzenterantrieb weist bevorzugt ein maximales Antriebsmoment im Bereich von 100 bis 750 Nm, vorzugsweise von 125 bis 700 Nm, insbesondere von 150 bis 600 Nm, bei einer Schüttelfrequenz von 100 bis 700 1/min, vorzugsweise von 150 bis 600 1/min, und bei einem Schüttelhub von 0,1 bis 30 mm, vorzugsweise von 0,1 bis 25 mm, auf. Diese Eigenschaften sind für das Erreichen der eingangs genannten Vorteile und Nutzen der Schüttelvorrichtung wesentlich.
Die Lageregelung der Schüttelvorrichtung kann beispielsweise gemäß der Offenbarung der bereits genannten Druckschrift EP 1 624 102 B1 erfolgen. Dabei kann die Einrichtung ein System zur Zentrierung bzw. zur Beibehaltung eines gemeinsamen Nullpunkts zwischen der Walze und der Einrichtung in Bezug auf von außen wirkende Störgrößen aufweisen. Als System kann eine von einer Regeleinrichtung beaufschlagte motorische Verstelleinrichtung vorgesehen sein.
Die erfindungsgemäße Schüttelvorrichtung lässt sich in hervorragender Weise auch in einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Verpackungspapierbahn verwenden. Dabei ergeben sich dann die bereits vorstehend erwähnten erfindungsgemäßen Vorteile.
Die Maschine kann dabei in einer ersten bevorzugten Ausführungsform als eine eine Walze, insbesondere eine Brustwalze aufweisende Langsiebmaschine ausgebildet sein. Dabei bewegt die erfindungsgemäße Schüttelvorrichtung die Walze, insbesondere die Brustwalze hin und her. Eine derartige Langsiebmaschine ist beispielsweise aus der Druckschrift DE 101 16 867 A1 , deren diesbezüglicher Inhalt hiermit zum Gegenstand der vorliegenden Beschreibung gemacht wird.
In einer zweiten bevorzugten Ausführungsform kann die Maschine als eine mindestens eine Walze, insbesondere Brustwalze aufweisende Mehrlagenmaschine ausgebildet sein. Dabei bewegt die erfindungsgemäße Schüttelvorrichtung zumindest eine Walze, insbesondere eine Brustwalze hin und her. Eine derartige Mehrlagenmaschine ist beispielsweise aus den Druckschriften DE 40 31 038 A1 , DE 100 15 828 A1 und DE 102 23 398 A1 bekannt, deren diesbezüglicher Inhalt hiermit zum Gegenstand der vorliegenden Beschreibung gemacht wird.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
Es zeigen
1 eine schematische und teilweise geschnittene Seitenansicht einer bekannten Schüttelvorrichtung zum Hin- und Herbewegen einer Walze für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn;
2 eine schematische und teilweise geschnittene Seitenteilansicht einer ersten bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schüttelvorrichtung zum Hin- und Herbewegen einer Walze für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn;
3 eine schematische und teilweise geschnittene Detaildarstellung der in der 2 dargestellten Schüttelvorrichtung; und
3a eine Teilansicht der in der 3 dargestellten Schüttelvorrichtung gemäß dem Ansichtspfeil P1;
4 eine schematische und teilweise geschnittene Detaildarstellung einer zweiten bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schüttelvorrichtung zum Hin- und Herbewegen einer Walze für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn; und
4a eine Teilansicht der in der 4 dargestellten Schüttelvorrichtung gemäß dem Ansichtspfeil P2.
Die 1 zeigt eine schematische und teilweise geschnittene Seitenansicht einer bekannten Schüttelvorrichtung 1 zum Hin- und Herbewegen einer Walze 2 für eine nicht näher dargestellte Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn. Die Walze 2 wird dabei entlang ihrer Längsachse L hin- und herbewegt.
Bei der Faserstoffbahn kann es sich insbesondere um eine Papier-, Karton- oder Verpackungspapierbahn handeln.
Die Walze 2 ist an schematisch angedeuteten Walzenlagern 3, 4 drehbar und in Axialrichtung, also entlang ihrer Längsachse L beweglich gelagert. Die Walze 2 ist über eine im Allgemeinen lösbar ausgestaltete Kupplung 5 mit der Schüttelvorrichtung 1 verbunden. Die Schüttelvorrichtung 1 dient zum Schütteln, also zum Hin- und Herbewegen der Walze 2 entlang ihrer Längsachse L, wie es durch einen Doppelpfeil A angedeutet ist.
Die Schüttelvorrichtung 1 weist eine Einrichtung 6, beispielsweise einen Schlitten, ein Gestell oder einen Rahmen, auf, die an Einrichtungslagern 7, 8 in Richtung des Doppelpfeils A, also entlang der Längsachse L der Walze 2 beweglich bzw. verfahrbar gelagert ist.
Die Einrichtung 6 ist an einem axialen Ende starr mit einer Schüttelstange 9 versehen, die starr in die Kupplung 5 übergeht, derart, dass eine Hin- und Herbewegung der Einrichtung 6 zu einer entsprechenden Hin- und Herbewegung der Walze 2 führt.
Hierzu sind an der Einrichtung 6 ein erster Exzenterantrieb 10 und ein zweiter Exzenterantrieb 11 vorgesehen.
Der erste Exzenterantrieb 10 ist durch ein Paar von Schwungmassenkörpern 13, 14 gebildet, die symmetrisch zu einer Walzenachse 12 der Walze 2 drehbar in der Einrichtung 6 gelagert sind und die angetrieben sind, beispielsweise von einem nicht dargestellten ersten Motor. Der zweite Exzenterantrieb 11 ist durch ein Paar von Schwungmassenkörpern 15, 16 gebildet, die ebenfalls symmetrisch zu der Walzenachse 12 drehbar in der Einrichtung 6 gelagert sind und die angetrieben sind, beispielsweise von einem nicht dargestellten zweiten Motor. Es kann jedoch auch nur eine, einen Antriebsmotor aufweisende Antriebseinrichtung zum Antrieb der beiden Paare von Schwungmassekörpern 13, 14; 15, 16 vorgesehen sein. Die Exzenterlage der beiden Exzenterantriebe 10, 11 ist gegeneinander verstellbar, um den Hub der Hin- und Herbewegung der Walze 2 einzustellen.
Die 2 zeigt nun eine schematische und teilweise geschnittene Seitenteilansicht einer ersten bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schüttelvorrichtung 1 zum Hin- und Herbewegen einer Walze 2 (vgl. 1) für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn.
Die eine Mittellinie M aufweisende Schüttelstange 9 ist mittels eines Zwischenteils 17 mit einer zumindest bereichsweise als eine Aufnahme 19 ausgebildeten Stirnwand 18 der Einrichtung 6 verbunden. Die Stirnwand 18 der Einrichtung 6 ist im Bereich der Aufnahme 19 zumindest bereichsweise auf ihrer dem Zwischenteil 17 und der Schüttelstange 6 abgewandten Seite S mit mehreren Versteifungsmitteln 20, insbesondere mit mehreren Streben 20.1, 20.2, 20.3, deren Wirklinien W.20.1, W.20.2, W.20.3 (Doppelpfeile) unter einem jeweiligen Winkel α, β bzw. γ von sowohl 0° als auch größer 0° zu der Mittellinie M der Schüttelstange 9 verlaufen, versehen. So verläuft die Wirklinie W.20.1 (Doppelpfeil) der Strebe 20.1 der Versteifungsmittel 20 unter einem Winkel α, der der Wert 0° annimmt, zu der Mittellinie M der Schüttelstange 9. Und die beiden Wirklinien W.20.2, W.20.3 (Doppelpfeile) der Streben 20.2, 20.3 der Versteifungsmittel 20 verlaufen unter einem Winkel β bzw. γ, die jeweils einen Wert von 45° bzw. –45° annehmen, zu der Mittellinie M der Schüttelstange 9. Die Versteifungsmittel 20 umfassen somit zwei senkrecht und spiegelbildlich zu der Mittellinie M der Schüttelstange 9 angeordnete Streben 20.2, 20.3, deren Wirklinien W.20.2, W.20.3 unter einem Winkel β, γ, von < 90°, vorzugsweise von ≤ 60°, insbesondere von ≤ 45°, zu der Mittellinie M der Schüttelstange 9 verlaufen (vgl. 3 und 3a).
Die ausgebildete Aufnahme 19 ist also ein integraler Bestandteil der Stirnwand 18 der Einrichtung 6 und das Zwischenteil 17 ist zumindest bereichsweise formschlüssig mit der als eine Aufnahme 19 ausgebildeten Stirnwand 18 der Einrichtung 6 koppelbar.
Weiterhin ist die Schüttelstange 9 wenigstens einseitig, vorzugsweise beidseitig, also anfangs- und endseitig, mit einem zumindest zeitweise fixierbaren, insbesondere klemmbaren Kugelgelenk 21 versehen. Das einzelne Kugelgelenk 21 umfasst zumindest eine Kugel 22 und eine Kugelpfanne 23. Die Kugel 22 des einzelnen Kugelgelenks 21 ist hierbei an der Schüttelstange 9 und die Kugelpfanne 23 des einzelnen Kugelgelenks 21 an dem benachbarten Mittel, also an dem Zwischenteil 17 und an dem gegenüber liegenden Bauteil vorgesehen.
Die 3 zeigt eine schematische und teilweise geschnittene Detaildarstellung der in der 2 dargestellten Schüttelvorrichtung 1.
Die Versteifungsmittel 20, namentlich die Streben 20.1, 20.2, 20.3, sind mit der als eine Aufnahme 19 ausgebildeten Stirnwand 18 der Einrichtung 6 mittels einer Vielzahl von kreuzungsfrei angeordneten Schweißnähten 24 verbunden (vgl. 3a).
Und die in der Stirnwand 18 der Einrichtung 6 ausgebildete Aufnahme 19 weist mehrere Befestigungsmittel 25, insbesondere Gewindebohrungen 25.1 oder Durchgangsbohrungen 25.2 und eine mittig angeordnete Zentrierung 26, insbesondere eine Zentrierbohrung 26.1 auf. Das formschlüssig mit der Aufnahme 19 koppelbare Zwischenteil 17 weist ebenfalls mehrere Befestigungsmittel 27, insbesondere Gewindebohrungen oder Durchgangsbohrungen 27.1 und zwei mittig und gegenseitig angeordnete Zentrierungen 28, insbesondere einen Zentrierdorn 28.1 und einen Zentrieraußenkreis 28.2 auf.
Die 3a zeigt eine Teilansicht der in der 3 dargestellten Schüttelvorrichtung 1 gemäß dem Ansichtspfeil P1.
Die senkrecht und spiegelbildlich zu der Mittellinie M der nicht näher dargestellten Schüttelstange angeordneten Versteifungsmittel 20, namentlich die Streben 20.1, 20.2, 20.3, sind mit der als eine Aufnahme 19 ausgebildeten Stirnwand 18 der Einrichtung 6 mittels einer Vielzahl von kreuzungsfrei angeordneten Schweißnähten 24 verbunden.
Die 4 zeigt nun eine schematische und teilweise geschnittene Seitenteilansicht einer zweiten bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schüttelvorrichtung 1 zum Hin- und Herbewegen einer Walze 2 (vgl. 1) für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn.
Die eine Mittellinie M aufweisende Schüttelstange 9 ist wiederum mittels eines Zwischenteils 17 mit einer zumindest bereichsweise als eine Aufnahme 19 ausgebildeten Stirnwand 18 der Einrichtung 6 verbunden. Die Stirnwand 18 der Einrichtung 6 ist im Bereich der Aufnahme 19 zumindest bereichsweise auf ihrer dem Zwischenteil 17 und der Schüttelstange 9 abgewandten Seite S mit mehreren Versteifungsmitteln 20, insbesondere mit einer geraden Strebe 20.4 und zwei gekröpften Streben 20.5, 20.6, deren Wirklinien W.20.4, W.20.5, W.20.6 (Doppelpfeile) unter einem jeweiligen Winkel α, β bzw. γ von sowohl 0° als auch größer 0° zu der Mittellinie M der Schüttelstange 9 verlaufen, versehen. So verläuft die Wirklinie W.20.4 (Doppelpfeil) der geraden Strebe 20.4 der Versteifungsmittel 20 unter einem Winkel α, der der Wert 0° annimmt, zu der Mittellinie M der Schüttelstange 9. Und die beiden Wirklinien W.20.5, W.20.6 (Doppelpfeile) der gekröpften Streben 20.5, 20.6 der Versteifungsmittel 20 verlaufen über den Teil ihrer jeweiligen Länge hinweg unter einem Winkel β bzw. γ, die jeweils einen Wert von 45° bzw. –45° annehmen, zu der Mittellinie M der Schüttelstange 9. Die Versteifungsmittel 20 umfassen somit zwei horizontal und spiegelbildlich zu der Mittellinie M der Schüttelstange 9 angeordnete, vorzugsweise über die Breite B (Pfeil) der Einrichtung 6 hinweg verlaufende und geköpfte Streben 20.5, 20.6, deren Wirklinien W.20.5, W.20.6 unter einem Winkel β, γ, von < 90°, vorzugsweise von ≤ 60°, insbesondere von ≤ 45°, zu der Mittellinie M der Schüttelstange 9 verlaufen.
Die senkrecht und spiegelbildlich zu der Mittellinie M der Schüttelstange 9 angeordneten Versteifungsmittel 20, namentlich die Streben 20.5, 20.6, sind mit der als eine Aufnahme 19 ausgebildeten Stirnwand 18 der Einrichtung 6 mittels einer Vielzahl von kreuzungsfrei angeordneten Schweißnähten 24 verbunden.
Die ausgebildete Aufnahme 19 ist also ein integraler Bestandteil der Stirnwand 18 der Einrichtung 6 und das Zwischenteil 17 ist zumindest bereichsweise formschlüssig mit der als eine Aufnahme 19 ausgebildeten Stirnwand 18 der Einrichtung 6 koppelbar.
Weiterhin kann, wie beispielsweise in der 2 dargestellt, die Schüttelstange 9 wenigstens einseitig, vorzugsweise beidseitig, also anfangs- und endseitig, mit einem zumindest zeitweise fixierbaren, insbesondere klemmbaren Kugelgelenk versehen sein. Das einzelne Kugelgelenk umfasst hierbei zumindest eine Kugel und eine Kugelpfanne. Die Kugel des einzelnen Kugelgelenks ist bevorzugt an der Schüttelstange und die Kugelpfanne des einzelnen Kugelgelenks bevorzugt an dem benachbarten Mittel, also an dem Zwischenteil und an dem gegenüber liegenden Bauteil vorgesehen.
Die 4a zeigt eine Teilansicht der in der 4 dargestellten Schüttelvorrichtung 1 gemäß dem Ansichtspfeil P2.
Die senkrecht und spiegelbildlich zu der Mittellinie M der nicht näher dargestellten Schüttelstange angeordneten Versteifungsmittel 20, namentlich die Streben 20.5, 20.6, sind horizontal und spiegelbildlich zu der Mittellinie M der nicht näher dargestellten Schüttelstange angeordnet und verlaufen über die Breite B (Doppelpfeil) der Einrichtung 6 hinweg. Überdies ist auch die durch die Mittellinie M der nicht näher dargestellten Schüttelstange verlaufende Strebe 20.4 dargestellt.
Weiterhin weist die jeweils in den 2, 3, 3a, 4 und 4b zumindest teilweise dargestellte erfindungsgemäße Schüttelvorrichtung 1 eine Schüttelkennzahl SKZ im Bereich von 1.500 bis 6.000 [1000/min] auf, wobei sich die Schüttelkennzahl SKZ aus folgender Formel errechnet (vgl. 1 und 2): SKZ = ((Schüttelfrequenz n)² × (Schüttelhub s))/(Siebgeschwindigkeit v_sieb)
Die Einheiten der einzelnen Größen sind dabei wie folgt: Schüttelkennzahl SKZ in [1000/min], Schüttelfrequenz n in [1/min], Schüttelhub s in [mm] und Siebgeschwindigkeit v_sieb in [m/min].
Der jeweilige Exzenterantrieb 10, 11 weist ein maximales Antriebsmoment M_max im Bereich von 100 bis 750 Nm, vorzugsweise von 125 bis 700 Nm, insbesondere von 150 bis 600 Nm, bei einer Schüttelfrequenz n von 100 bis 700 1/min, vorzugsweise von 150 bis 600 1/min, und bei einem Schüttelhub s von 0 bis 30 mm, vorzugsweise von 0 bis 25 mm, auf (vgl. 2).
Die jeweils in den 2, 3, 3a, 4 und 4b zumindest teilweise dargestellte erfindungsgemäße Schüttelvorrichtung 1 eignet sich in hervorragender Weise zur Verwendung in einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Verpackungspapierbahn.
Diese Maschine kann dabei als eine eine Walze, insbesondere eine Brustwalze aufweisende Langsiebmaschine ausgebildet sein und die erfindungsgemäße Schüttelvorrichtung kann die Walze, insbesondere die Brustwalze hin- und herbewegen. Alternativ kann diese Maschine nach Anspruch auch als eine mindestens eine Walze, insbesondere eine Brustwalze aufweisende Mehrlagenmaschine ausgebildet sein und die erfindungsgemäße Schüttelvorrichtung kann zumindest eine Walze, insbesondere eine Brustwalze hin- und herbewegen.
Zusammenfassend ist festzuhalten, dass durch die Erfindung eine Schüttelvorrichtung der eingangs genannten Arten geschaffen wird, welche die genannten Nachteile des Stands der Technik weitestgehend reduziert, vorzugsweise sogar gänzlich vermeidet. Insbesondere ist die Anbindung prozesssicherer, vermeidet etwaige Rissbildungen weitestgehend und ist günstiger und einfacher in der Fertigung und Montage.
Bezugszeichenliste

1: Schüttelvorrichtung
2: Walze
3: Walzenlager
4: Walzenlager
5: Kupplung
6: Einrichtung
7: Einrichtungslager
8: Einrichtungslager
9: Schüttelstange
10: Erster Exzenterantrieb
11: Zweiter Exzenterantrieb
12: Walzenachse
13: Schwungmassenkörper
14: Schwungmassenkörper
15: Schwungmassenkörper
16: Schwungmassenkörper
17: Zwischenteil
18: Stirnwand
19: Aufnahme
20: Versteifungsmittel
20.1: Strebe
20.2: Strebe
20.3: Strebe
20.4: Strebe
20.5: Strebe
20.6: Strebe
21: Kugelgelenk
22: Kugel
23: Kugelpfanne
24: Schweißnaht
25: Befestigungsmittel
25.1: Gewindebohrung
25.2: Durchgangsbohrung
26: Zentrierung
26.1: Zentrierbohrung
27: Befestigungsmittel
27.1: Durchgangsbohrung
28: Zentrierung
28.1: Zentrierdorn
28.2: Zentrieraußenkreis
A: Doppelpfeil
B: Breite (Pfeil; Doppelpfeil)
L: Längsachse; Achse
M: Mittellinie
M_max: Maximales Antriebsmoment
n: Schüttelfrequenz
P1: Ansichtspfeil
P2: Ansichtspfeil
S: Seite
SKZ: Schüttelkennzahl
s: Schüttelhub
V: Verbindung
v_sieb: Siebgeschwindigkeit
W.20.1: Wirklinie (Doppelpfeil)
W.20.2: Wirklinie (Doppelpfeil)
W.20.3: Wirklinie (Doppelpfeil)
W.20.4: Wirklinie (Doppelpfeil)
W.20.5: Wirklinie (Doppelpfeil)
W.20.6: Wirklinie (Doppelpfeil)
α: Winkel
β: Winkel
γ: Winkel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1624102 B1 [0002, 0028]
DE 10116867 A1 [0030]
DE 4031038 A1 [0031]
DE 10015828 A1 [0031]
DE 10223398 A1 [0031]

Claims

Schüttelvorrichtung (1) zum Hin- und Herbewegen einer Walze (2) entlang einer Achse (L) derselben, insbesondere einer Walze (2) für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Verpackungspapierbahn, die einen ersten, mit der Walze (2) in Richtung der Walzenachse (L) verbundenen Exzenterantrieb (10) und einen zweiten, mit der Walze (2) in Richtung der Walzenachse (L) verbundenen Exzenterantrieb (11), aufweist, wobei die beiden Exzenterantriebe (10, 11) von mindestens einem Motor, vorzugsweise von zwei Motoren, angetrieben sind, wobei die beiden Exzenterantriebe (10, 11) auf bzw. in einer gemeinsamen und beweglichen bzw. verfahrbaren Einrichtung (6) gelagert sind und wobei die Walze (2) und die Einrichtung (6) mittels mindestens einer wenigstens einteiligen Schüttelstange (9) mittel- oder unmittelbar miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Mittellinie (M) aufweisende Schüttelstange (9) mit einer zumindest bereichsweise als eine Aufnahme (19) ausgebildeten Stirnwand (18) der Einrichtung (6) verbunden ist, wobei die Stirnwand (18) der Einrichtung (6) im Bereich der Aufnahme (19) zumindest bereichsweise auf ihrer dem Zwischenteil (17) und der Schüttelstange (9) abgewandten Seite mit mehreren Versteifungsmitteln (20), insbesondere mit mehreren Streben (20.1 bis 20.3; 20.4 bis 20.6), deren Wirklinien (W.20.1 bis W.20.3; W.20.4 bis W.20.6) unter einem Winkel (α, β, γ) von sowohl 0° als auch größer 0° zu der Mittellinie (M) der Schüttelstange (9) verlaufen, versehen ist.
Schüttelvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ausgebildete Aufnahme (19) ein integraler Bestandteil der Stirnwand (18) der Einrichtung (6) ist und dass ein Zwischenteil (17) vorzugsweise zumindest bereichsweise formschlüssig mit der als eine Aufnahme (19) ausgebildeten Stirnwand (18) der Einrichtung (6) koppelbar ist.
Schüttelvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Versteifungsmittel (20) mindestens zwei senkrecht und vorzugsweise spiegelbildlich zu der Mittellinie (M) der Schüttelstange (9) angeordnete Streben (20.2, 20.3) umfassen, deren Wirklinien (W.20.2, W.20.3) unter einem Winkel (β, γ) von < 90°, vorzugsweise von ≤ 60°, insbesondere von ≤ 45°, zu der Mittellinie (M) der Schüttelstange (9) verlaufen.
Schüttelvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Versteifungsmittel (20) mindestens eine horizontal angeordnete, vorzugsweise über die Breite (B) der Einrichtung (6) hinweg verlaufende und gegebenenfalls gekröpfte Streben (20.5, 20.6) umfassen.
Schüttelvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Versteifungsmittel (20) mindestens zwei horizontal und vorzugsweise spiegelbildlich zu der Mittellinie (M) der Schüttelstange (9) angeordnete, vorzugsweise über die Breite (B) der Einrichtung (6) hinweg verlaufende und gegebenenfalls geköpfte Streben (20.5, 20.6) umfassen.
Schüttelvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Versteifungsmittel (20; 20.1 bis 20.3; 20, 20.4 bis 20.6) mit der als eine Aufnahme (19) ausgebildeten Stirnwand (18) der Einrichtung (6) mittels einer Vielzahl von vorzugsweise kreuzungsfrei angeordneten Schweißnähten (24) verbunden sind.
Schüttelvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Stirnwand (18) der Einrichtung (6) ausgebildete Aufnahme (19) mehrere Befestigungsmittel (25), insbesondere Gewindebohrungen (25.1) oder Durchgangsbohrungen (25.2) und mindestens eine vorzugsweise mittig angeordnete Zentrierung (26), insbesondere eine Zentrierbohrung (26.1) aufweist.
Schüttelvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenteil (17) mehrere Befestigungsmittel (27), insbesondere Gewindebohrungen oder Durchgangsbohrungen (27.1) und mindestens zwei vorzugsweise mittig und gegenseitig angeordnete Zentrierungen (28), insbesondere einen Zentrierdorn (28.1) und einen Zentrieraußenkreis (28.2) aufweist.
Schüttelvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schüttelstange (9) wenigstens einseitig, vorzugsweise beidseitig mit einem zumindest zeitweise fixierbaren, insbesondere klemmbaren Kugelgelenk (21) versehen ist.
Schüttelvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Schüttelkennzahl (SKZ) im Bereich von 1.500 bis 6.000 [1000/min] aufweist, wobei sich die Schüttelkennzahl (SKZ) aus folgender Formel errechnet: SKZ = ((Schüttelfrequenz n)² × (Schüttelhub s))/(Siebgeschwindigkeit v_sieb)
Schüttelvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Exzenterantrieb (10, 11) ein maximales Antriebsmoment (M_Max) im Bereich von 100 bis 750 Nm, vorzugsweise von 125 bis 700 Nm, insbesondere von 150 bis 600 Nm, bei einer Schüttelfrequenz (n) von 100 bis 700 1/min, vorzugsweise von 150 bis 600 1/min, und bei einem Schüttelhub (s) von 0,1 bis 30 mm, vorzugsweise von 0,1 bis 25 mm, aufweist.
Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Verpackungspapierbahn, dadurch gekennzeichnet, dass sie zumindest eine Schüttelvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst.
Maschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie als eine eine Walze (2), insbesondere Brustwalze aufweisende Langsiebmaschine ausgebildet ist und dass die Schüttelvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 die Walze (2), insbesondere Brustwalze hin- und herbewegt.
Maschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie als eine mindestens eine Walze, insbesondere Brustwalze aufweisende Mehrlagenmaschine ausgebildet ist und dass die Schüttelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 zumindest eine Walze, insbesondere Brustwalze hin- und herbewegt.