DE102011051929B3

DE102011051929B3 - Vorrichtung für einen Schaber und Schaberanordnung mit einer solchen Vorrichtung

Info

Publication number: DE102011051929B3
Application number: DE201110051929
Authority: DE
Inventors: Gerhard Hertel; Martin Kamitz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-07-19
Filing date: 2011-07-19
Publication date: 2012-10-18
Anticipated expiration: 2031-07-20
Also published as: EP2573264B1; EP2573264A1

Abstract

Die Erfindung betriff eine Vorrichtung 2 für einen Schaber für bewegte Oberflächen, umfassend ein Halteelement 3, das mit einem Trägerelement 25 zur Befestigung des Schabers an dem Trägerelement 25 lösbar verbindbar ist; und zumindest einen ersten Sensor 4 zur Erfassung von Schwingungen; wobei der zumindest eine erste Sensor 4 im Inneren des Halteelements 3 angeordnet und mit dem Halteelement 3 fest verbunden ist. Die Erfindung betrifft ferner eine Schaberanordnung 22 mit einer solchen Vorrichtung 2.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für einen Schaber für bewegte Oberflächen, wie Walzenoberflächen, insbesondere Oberflächen einer Papier-, Karton- oder anderer Faserstoffbahn-Herstellungsmaschinen.
Schabervorrichtungen der genannten Art dienen zum Abschaben beziehungsweise Abstreifen von Anlagerungen oder Verunreinigungen, wie Faserresten aus einer Faserstoffbahn, an laufenden Oberflächen. Solche bewegten Oberflächen finden sich beispielsweise an rotierenden Walzen zum Führen, Pressen und/oder Trocknen von durch die Maschine laufenden Papier-, Karton- oder anderen Faserstoffbahnen. Mittels derartiger Schabervorrichtungen wird insbesondere überschüssiges Auftragsmedium von der bewegten Oberfläche abgeschabt und/oder die Bahn von der bewegten Oberfläche abgehoben.
Beim Einsatz in Maschinen zur Herstellung von Faserstoffbahnen, die häufig eine sehr große Breite aufweisen, besteht das Problem, einen vordefinierten Anpressdruck zu gewährleisten und den Verschleiß des Schabers oder der Barunterliegenden Walze rechtzeitig zu erkennen.
Aus der DE 10 2008 001 624 A1 ist eine Schabervorrichtung für bewegte Oberflächen mit einer Schaberklinge bekannt. Die Schaberklinge ist in einen Klingenhalter eingelegt, der von einem Tragkörper gehalten wird. Die Schabervorrichtung weist mehrere Sensoren zur Erfassung der auf die Schaberklinge wirkenden Andruckkraft auf. Die Sensoren sind auf der Oberfläche einer Messvorrichtung angeordnet, die als separates Bauteil ausgebildet ist. Die Schaberklinge und die Messvorrichtung werden gemeinsam in den Klingenhalter eingelegt.
Aus der DE 10 2008 001 265 A1 ist eine Schabervorrichtung mit einer Schaberklinge zum Zusammenwirken mit einer bewegten Oberfläche, einer Halteeinrichtung für die Schaberklinge und einer Einrichtung zur Erfassung des Anpresskraft oder des Anpressdrucks bekannt. Die Einrichtung weist mehrere piezoelektrische Sensoren auf, die an der Oberseite oder Unterseite der Schaberklinge angeordnet sind.
Aus der DE 38 21 095 A1 ist ein Verfahren zur Identifizierung von Oberflächenbeschädigungen einer Steinwalze in der Pressenpartie einer Papiermaschine bekannt. Hierfür ist ein Schaber vorgesehen mit einem Halter und einem daran befestigten Schaberteil. Der Halter ist am Rahmen der Pressenpartie so gelagert, dass er sich um seine Längenachse drehen kann. Am Halter sind Beschleunigungsgeber angeordnet, die von Oberflächenbeschädigungen der Steinwalze verursachte Schläge auf den Schaberteil registrieren.
Aus der DE 10 2004 018 421 B3 ist eine Kalibriervorrichtung für den Anpressdruck einer am Umfang einer Walze anliegenden Schaberklinge einer Schabervorrichtung. An der Schaberklinge ist ein Sensorhalter und ein Drucksensor befestigt. Dabei sind die Halteklinge, der Sensorhalter und der Drucksensor so positioniert, dass die Lage des Drucksensors am Umfang der Walze dem Anlageort der Klinge entspricht.
Bestehende Lösungen können den Nachteil von ungewünschten äußeren Umweltfeinflüssen auf die Sensoren haben. Außerdem sind unter Umständen separate Fertigungs- und Montageschritte zur Befestigung der Sensoren an der Schaberklinge beziehungsweise einem Anschlussbauteil erforderlich.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung für einen Schaber an bewegten Oberflächen, wie Walzenoberflächen, insbesondere Oberflächen einer Papier-, Karton- oder anderer Faserstoffbahn-Herstellungsmaschinen, vorzuschlagen, die eine Sensierung von Schwingungen ermöglicht, einfach aufgebaut und kostengünstig herstellbar ist, und die sich in bestehende Schaberanordnungen leicht integrieren lässt. Die Aufgabe besteht ferner darin, eine Schaberanordnung mit einer solchen Vorrichtung zur Erfassung von Schwingungen vorzuschlagen.
Die Lösung besteht in einer Vorrichtung für eine Schaberklinge für bewegte Oberflächen, wie Walzenoberflächen, umfassend ein Halteelement, das mit einem Trägerelement zur Befestigung der Schaberklinge an dem Trägerelement lösbar verbindbar ist; und zumindest einen ersten Sensor; wobei der zumindest eine erste Sensor zur Erfassung von Schwingungen im Inneren des Halteelements angeordnet und mit dem Halteelement fest verbunden ist.
Der Vorteil besteht darin, dass die Vorrichtung als integrales Bauteil zwei Funktionen erfüllt, nämlich zum einen die Fixierung der Schaberklinge an einem Trägerelement, und zum anderen die Erfassung von Schwingungen, welche wiederum Rückschlüsse auf den Verschleiß der bewegten Oberfläche ermöglicht. Bei der bewegten Oberfläche kann es sich insbesondere um eine Walze oder einen Zylinder einer Papier-, Karton- oder einer anderen Faserstoffbahn-Herstellungsmaschine handeln, ohne darauf beschränkt zu sein. Als Einsatzbeispiele für die Vorrichtung seien die Verwendung für Schaber an Yankee-Zylindern, Trocken-Zylindern und/oder Krepp-Zylindern genannt. Der zumindest eine Sensor dient zur Erkennung von Schwingungen, weswegen er auch als Schwingungssensor bezeichnet werden kann. Das bedeutet, dass der Sensor so gestaltet ist, dass er zumindest eine Schwingungen repräsentierende Messgröße erfassen kann, beispielsweise eine Beschleunigung. Mit zumindest einem Sensor ist gemeint, dass das Halteelement ein oder mehrere solcher Sensoren aufweisen kann, welche beispielsweise Schwingungen in unterschiedlichen Richtungen sensieren können, beispielsweise tangential und/oder normal zur bewegten Oberfläche.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen sich Schwingungen des Schabers beziehungsweise der bewegten Oberfläche besonders genau ermitteln, da der Sensor im Inneren des Halteelements angeordnet ist, und auf das Halteelement eingeleitete Schwingungsimpulse somit unmittelbar und möglichst unverfälscht registriert. Mit Inneren des Halteelements ist gemeint, dass der Sensor innerhalb einer einhüllenden Fläche des Halteelements angeordnet ist. Die ermittelten Schwingungen erlauben beispielsweise Rückschlüsse darauf, ob der Schaber in unerwünschter Weise in Kontakt mit der bewegten Oberfläche kommt. Zum anderen können Schwingungen aufgenommen werden, die bei einer bereits erfolgten Welligkeitsausbildung auf der Zylinderoberfläche erzeugt werden. Die Vorrichtung kann eine sonst an dieser Stelle zu findende Klemme ersetzen und erweitert somit die Halte- beziehungsweise Klemmfunktion um die Sensorfunktion.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der zumindest eine erste Sensor in einem ersten Aufnahmeraum des Halteelements eingesetzt, der vorzugsweise in Form einer Bohrung gestaltet ist. Dabei ist es besonders günstig, wenn der Sensor in der ersten Bohrung mit einem aushärtbarem Medium, insbesondere mit einem Harz oder einem Kleber, vergossen wird. Auf diese Weise ist eine sichere Anbindung des zumindest einen Sensors mit dem Halteelement gewährleistet, so dass sich in das Halteelement eingeleitete Schwingungen unmittelbar auf den Sensor übertragen. Für eine zuverlässige Funktionsfähigkeit des beziehungsweise der Sensoren, ist nach einer günstigen Ausgestaltung vorgesehen, dass der Aufnahmeraum, nach dem Einsetzen und gegebenenfalls Vergießen des Schwingungssensors, mittels eines Deckels dicht verschlossen wird. Durch die dichtende Verbindung zwischen Deckel und Halteelement bleibt der zumindest eine Sensor unbeschadet von äußeren Umwelteinflüssen, wie Spritzwasser oder Staub. Besonders günstig ist es, wenn der Deckel nach dem Einsetzen des zumindest einen Sensors mit dem Halteelement rundum verschweißt wird. Auf diese Weise ist der Sensor nach außen hin vollständig hermetisch abgeriegelt. Es sind jedoch auch andere Arten der Verbindung zwischen Deckel und Halteelement denkbar, beispielsweise eine Schraubverbindung, wobei zwischen einer Außenfläche des Deckels und einer Innenfläche des Halteelements dann vorzugsweise eine Dichtung einzusetzen wäre.
Der zumindest eine Sensor ist zur Erfassung hochfrequenter Schwingungen ausgelegt. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Schwingungssensor Schwingungen von 10 kHz bis 40 kHz erfassen kann. Besonders bevorzugt ist, wenn der Schwingungssensor zur Erfassung von Schwingungen im Ultraschallbereich ausgelegt ist, das heißt Schwingungen ab etwa 25 kHz. Durch diese Ausgestaltung lassen sich hochdynamische Änderungen während des Schabeprozesses zwischen Schaber und Schaberklinge und bewegter Fläche registrieren. Es versteht sich, dass der Schwingungssensor auch zur Messung geringerer Frequenzbereiche nach Bedarf ausgelegt sein kann, beispielsweise von Frequenzbereichen von 10 kHz bis 1 Hz. Der zumindest eine erste Sensor zur Erfassung von Schwingungen ist vorzugsweise in Form eines piezoelektrischen Sensors gestaltet, wobei andere Sensoren zur Erfassung von Schwingungen repräsentierenden Größen, wie eine integrierte Schaltung (IC-Baustein) denkbar sind.
Das Halteelement weist eine Klemmfläche auf, die in montiertem Zustand mit der Schaberklinge in Kontakt ist. Dabei ist der Schwingungssensor in Draufsicht auf das Halteelement vorzugsweise im Überdeckungsbereich mit der Klemmfläche angeordnet. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die Schwingungen von der Schaberklinge unmittelbar in das Halteelement übergehen und hier von dem zumindest einen Schwingungssensor erfasst werden können. Zur Befestigung des Halteelements an dem Trägerelement hat das Halteelement vorzugsweise eine Durchgangsbohrung, durch die eine Schraube zur Befestigung mit dem Trägerelement hindurchgeführt werden kann. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Durchgangsbohrung eine Schulter aufweist, gegen die sich der Schraubenkopf oder eine Mutter für die Schraube axial abstützen kann. Vorzugsweise verlaufen die Durchgangsbohrung für die Schraube und die Bohrung zur Aufnahme des zumindest einen Schwingungssensors parallel zueinander oder, mit anderen Worten, verläuft die Bohrung für den Schwingungssensor senkrecht zur Klemmfläche des Halteelements. Es ist jedoch prinzipiell auch möglich, dass die Bohrung für den Schwingungssensor winklig zur Durchgangsbohrung, insbesondere diese senkrecht kreuzend, verläuft.
Nach einer bevorzugten Weiterbildung ist ein zweiter Sensor zur Erfassung von Temperaturen vorgesehen. Hiermit ist gemeint, dass dieser Sensor zumindest eine die Temperatur repräsentierende Größe erfassen kann. Vorzugsweise befindet sich dieser Temperatursensor ebenfalls im Inneren des Halteelements, so dass er von äußeren Einflüssen gut geschützt ist und die Temperatur des Halteelements zuverlässig erfassen kann. Vorzugsweise ist der Temperatursensor in einem zweiten Aufnahmeraum des Halteelements angeordnet, welcher in Form einer Bohrung gestaltet sein kann. Zur Fixierung des Temperatursensors im Halteelement ist in günstiger Weise vorgesehen, dass dieser in dem Aufnahmeraum mittels eines aushärtbaren Mediums, beispielsweise einem Harz oder Kleber, vergossen wird.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung hat das Halteelement einen sich verjüngenden Endabschnitt, wobei vorgesehen ist, dass der zweite Aufnahmeraum zur Aufnahme des Temperatursensors zumindest teilweise, insbesondere größtenteils, innerhalb dieses sich verjüngenden Endabschnitts angeordnet ist. Hiermit wir gewährleistet, dass die Temperatur möglichst nah am Ende des Halteelements und damit nah an der Schaberklinge liegt, so dass eine zuverlässige und genaue Temperaturerfassung möglich ist. Besonders günstig ist es in diesem Zusammenhang, dass das geschlossene Ende des zweiten Aufnahmeraums innerhalb einer vorderen Hälfte, insbesondere innerhalb eines vorderen Drittels, des sich verjüngenden Endabschnitts des Halteelements angeordnet ist. Der verjüngende Endabschnitt des Halteelements ist vorzugsweise keilförmig gestaltet. Für einen kompakten Aufbau ist es vorteilhaft, wenn der zweite Aufnahmeraum für den Temperatursensor in den ersten Aufnahmeraum für den Schwingungssensor mündet. So ist nach dem Einsetzen der Sensoren in vorteilhafter Weise lediglich eine Öffnung zu verschließen, was sich günstig auf die Herstellung auswirkt. Vorzugsweise verläuft die Haupterstreckungsrichtung des Aufnahmeraums für den Temperatursensor winklig zur Haupterstreckungsrichtung des Aufnahmeraums für den Schwingungssensor. Dabei beträgt ein zwischen den Haupterstreckungsrichtungen der Aufnahmeräume eingeschlossener Winkel vorzugsweise zwischen 10° und 90°.
Nach einer bevorzugten Weiterbildung hat das Halteelement eine Schnittstelle zum Anschließen eines Datenkabels. Über diese Schnittstelle werden die von dem zumindest einen Schwingungssensor und gegebenenfalls die vom Temperatursensor und/oder einem weiteren Sensor erfassten Größen zur Auswertung an eine Elektronikeinheit weitergegeben. Besonders günstig für eine zuverlässige Übermittlung der erfassten Größen ist es, wenn die Verbindung zwischen dem beziehungsweise den Sensoren und der Schnittstelle innerhalb des Halteelements verläuft. Hierfür ist zwischen der Schnittstelle zum Anschließen des Datenkabels und dem ersten Aufnahmeraum für den Schwingungssensor eine Durchgangsbohrung vorgesehen, durch welche eine elektrische Leitung zur Übermittlung der vom Schwingungssensor beziehungsweise dem Temperatursensor erfassten Größen hindurchgeführt ist.
Es ist prinzipiell möglich auch zusätzliche Sensoren in das Halteelement zu integrieren, beispielsweise einen oder mehrere Kraftsensoren beziehungsweise DMS-Sensoren und/oder einen oder mehrere Neigungswinkelsensoren. Mittels dieses zusätzlichen Sensors lassen sich weitere relevanten Größen erfassen, die dann bei der Auswertung des Schwingungsverhaltens der bewegten Oberfläche beziehungsweise des Schaberklinge mit berücksichtigt werden können.
Die Lösung der obengenannten Aufgabe besteht ferner in einer Schaberanordnung für bewegte Oberflächen, wie Walzenoberflächen, insbesondere einer Maschine zur Herstellung von Faserstoffbahnen, umfassend ein Trägerelement; eine Schaberklinge; zumindest eine erste Vorrichtung mit einem Halteelement zum lösbaren Befestigen der Schaberklinge an dem Trägerelement und mit zumindest einem ersten Sensor, wobei der zumindest eine erste Sensor zur Erfassung von Schwingungen im Inneren des Halteelements angeordnet und mit diesem fest verbunden ist; und mehrere zweite Haltevorrichtungen zum lösbaren Befestigen der Schaberklinge an dem Trägerelement, wobei die zweiten Haltevorrichtungen sensorlos gestaltet sind. Dabei können die genannten ersten Vorrichtungen nach einer oder mehrerer der obengenannten Ausführungen gestaltet sein.
Der Vorteil der genannten Schaberanordnung besteht darin, dass diese besonders einfach herstellbar ist. Es lassen sich auch bestehende Schaberanordnungen auf einfache Weise mit den erfindungsgemäßen Vorrichtungen umrüsten. Hierfür müssen lediglich einige der vormals vorhandenen Haltevorrichtungen ausgetauscht und durch erste Vorrichtungen mit Halteelement und Sensor ersetzt werden. Die ersten Vorrichtungen mit Halteelement und Sensor, die auch als integrierte Halteelement-Sensor-Vorrichtung bezeichnet werden können, ersetzen die reinen Funktionsklemmen. Eine Anpassung der Schaberbalkenkonstruktion ist somit nicht erforderlich.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung sind mehrere erste Vorrichtungen mit Halteelement und Sensor vorgesehen, wobei zwischen zwei ersten Vorrichtungen jeweils zumindest eine sensorlose zweite Haltevorrichtung angeordnet ist. Die Anzahl der ersten Vorrichtungen mit Sensor ist grundsätzlich beliebig und richtet sich nach der Breite der Schaberklinge beziehungsweise der bewegten Oberfläche. Für eine besonders zuverlässige Erfassung der Schwingungen sind mehrere erfindungsgemäße Haltevorrichtungen mit Sensoren über der Länge der Schaberklinge verteilt angeordnet. Auf diese Weise sind hochpräzise Schwingungserfassungen möglich bei gleichzeitig optimaler technischer Integration.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungsfiguren erläutert. Hierin zeigt:
1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung für einen Schaber für bewegte Oberflächen in perspektivischer Ansicht;
2 die Vorrichtung aus 1 im Längsschnitt;
3 das Halteelement der Vorrichtung aus 1 als Einzelheit in perspektivischer Ansicht;
4 das Halteelement gemäß 3 in Seitenansicht;
5 das Halteelement gemäß 3 in Draufsicht;
6 das Halteelement gemäß 3 in Vorderansicht und
7 eine erfindungsgemäße Schaberanordnung mit mehreren erfindungsgemäßen Vorrichtungen gemäß 1.
Die 1 und 2, welche im folgenden gemeinsam beschrieben werden, zeigen eine erfindungsgemäße Vorrichtung 2 für einen Schaber für bewegte Oberflächen. Dabei dient der Schaber, welcher hier nicht dargestellt ist, zum Anlegen an die bewegte Oberfläche, um diese frei von Verschmutzungen zu halten beziehungsweise um Papier oder andere Faserstoffbahnen von der bewegten Oberfläche zu trennen.
Die bewegte Oberfläche kann beispielsweise die Oberfläche eines Zylinders oder einer Walze einer Papier-, Karton- oder einer anderen Faserstoffbahn-Herstellungsmaschine.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung 2 umfasst in der vorliegenden Ausführungsform ein Halteelement 3 und mehrere Sensoren 4, 5, die innerhalb des Halteelements 3 angeordnet sind.
Das Halteelement 3 weist an seinen unteren Seite eine Klemmfläche 6 auf, die in montiertem Zustand mit einer Schaberklinge (hier nicht dargestellt) in Kontakt ist und diese an einer Gegenfläche festklemmt. Das Halteelement 3 hat eine Durchgangsbohrung 7, in die eine Schraube zur Befestigung des Halteelements 3 mit einem hier nicht dargestellten Trägerelement eingesteckt oder eingeschraubt werden kann. Dabei kann sich der Schraubenkopf zum Verspannen an einer Schulter 8 der Durchgangsbohrung 7 axial abstützen.
Das Halteelement 3 hat ferner einen ersten Aufnahmeraum 9, in dem der erste Sensor 4 aufgenommen ist. Der Aufnahmeraum 9, der auch als Ausnehmung bezeichnet werden kann, ist vorzugsweise in Form einer Sacklochbohrung gestaltet, welche insbesondere parallel zur Durchgangsbohrung 7 verläuft. Dabei erstreckt sich der Aufnahmeraum 9 weitestgehend über die gesamte Höhe des Halteelements 3, so dass das untere Ende des Aufnahmeraums 9 in einem unteren Drittel, insbesondere in einem unteren Viertel in Bezug auf die Gesamthöhe des Halteelements 3 angeordnet ist. Des weiteren ist erkennbar, dass der Aufnahmeraum 9 beziehungsweise der darin angeordnete Sensor 4 in Überdeckung mit der Klemmfläche 6 angeordnet sind. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass von der Schaberklinge in das Halteelement 3 eingeleitete Schwingungen unverfälscht und zuverlässig vom Sensor 4 erfasst werden können.
Der Sensor 4 ist zur Erfassung zumindest einer Schwingungen repräsentierenden Größe gestaltet. Vorzugsweise ist der Sensor dabei zur Erfassung hochfrequenter Schwingungen von mehr als 10 kHz bis 40 kHz ausgelegt. Auf diese Weise lassen sich hochdynamische Änderungen während des Schabeprozesses zwischen Schaberklinge und der bewegten Fläche zuverlässig registrieren. Der Sensor 4 ist vorliegend in Form eines piezoelektrischen Sensors gestaltet, welcher Schwingungsanregungen in einer oder mehreren Achsen erfassen kann. Es versteht sich, dass prinzipiell auch mehrere Schwingungssensoren in dem Halteelement 3 vorgesehen sein können, womit, je nach Anforderung, besonders genaue Rückschlüsse auf das Schwingungsverhalten der Vorrichtung beziehungsweise des Zusammenwirkens zwischen Schaberklinge und bewegter Oberfläche gezogen werden können. Die vom Sensor 4 (Schwingungssensor) erfassten Größen werden über Leitungen 11 an eine Schnittstelle 15 des Halteelements 3 weitergeleitet. Dabei verlaufen die Leitungen 11, welche auch als Kabelverbindungen bezeichnet werden können, im Inneren des Halteelements 3, sodass sie von äußeren Umwelteinflüssen gut geschützt sind.
Von dem ersten Aufnahmeraum 9 ausgehend hat das Halteelement 3 im Inneren einen weiteren Aufnahmeraum 10, der auch als Ausnehmung bezeichnet werden kann. Dieser zweite Aufnahmeraum 10 ist vorzugsweise in Form einer Sacklochbohrung gestaltet, welche von dem ersten Aufnahmeraum ausgeht beziehungsweise in diesen mündet. Am Ende 12 des zweiten Aufnahmeraums 10 sitzt der zweite Sensor 5 ein. Es ist erkennbar, dass das Ende 12 des zweiten Aufnahmeraums 10, im Längsschnitt durch die Vorrichtung 2 betrachtet, zwischen dem ersten Aufnahmraum 9 und einem freien Ende 13 des Halteelements 3 angeordnet ist. Weiter ist erkennbar, dass das Ende 12 des zweiten Aufnahmeraums 10 im Überdeckungsbereich mit der Klemmfläche 6 angeordnet ist, und zwar insbesondere in einem vorderen halben Abschnitt der Klemmfläche 6. In Bezug auf die Höhe des Halteelements 3 befindet sich das Ende 12 des ersten Aufnahmeraums 10 in einem unteren halben Abschnitt des Halteelements 3. Durch die so definierte Anordnung des Aufnahmeraums 10 beziehungsweise dessen Endabschnitts, in welchem der zweite Sensor 5 aufgenommen ist, ist gewährleistet, dass der zweite Sensor 5 besonders nah im Bereich des Endes 13 des Halteelements 3 angeordnet ist, und zwar sowohl in Bezug auf die Höhe als auch in Bezug auf die Länge des Halteelements 3. Dadurch, dass der Temperatursensor 5 nahe an der Spitze des Halteelements 3 angeordnet ist, ist gleichzeitig eine räumliche Nähe zur Schaberklinge gegeben. Auf diese Weise lassen sich schon geringe Temperaturanstiege schnell erkennen, welche ein Indiz dafür sein können, dass es zu einem ungewünschten Kontakt zwischen der Schaberklinge und der bewegten Oberfläche gekommen ist.
Der zweite Sensor 5 ist zur Erfassung zumindest einer die Temperatur repräsentierenden Messgröße ausgelegt, und kann insofern auch als Temperatursensor bezeichnet werden. Die vom Temperatursensor erfassten Größen werden über Leitungen 14 an die Schnittstelle 15 des Halteelements 3 weitergeleitet. Die Leitungen 14, für den Temperatursensor 5, die auch als Kabelverbindungen bezeichnet werden können, verlaufen ebenfalls im Inneren des Halteelements 3.
Der erste Sensor 4 und der zweite Sensor 5 sind vorzugsweise in den jeweiligen Aufnahmeräumen 9, 10 (Ausnehmungen) fixiert. Dies kann beispielsweise mittels eines aushärtbaren Mediums, insbesondere einem Harz oder einem Kleber, bewerkstelligt werden, mit dem die Sensoren 4, 5 vergossen werden. Nach dem Einsetzen der Sensoren 4, 5 sowie der Anschlussleitungen 11, 14 wird die Öffnung 16 des Halteelements 3 mittels eines Deckels 17 hermetisch abgeschlossen. Hierfür ist in der vorliegenden Ausführungsform vorgesehen, dass der Deckel 17 mit dem Halteelement 3 mittels einer umlaufenden Schweißnaht 21 stoffschlüssig verbunden ist. Auf diese Weise ist die im Halteelement 3 angeordnete Sensorik 4, 5 optimal vor äußeren Umwelteinflüssen geschützt. Alternativ zur Schweißverbindung zwischen Deckel 17 und Halteelement 16 sind prinzipiell auch andere Verbindungen denkbar. Beispielsweise könnte der Deckel 17 auch mit dem Halteelement über ein entsprechendes Gewinde verschraubt werden, wobei dann zwischen dem Deckel 17 und dem Halteelement 16 vorzugsweise eine Dichtung vorzusehen wäre.
Am hinteren Ende 18 des Halteelements 3 ist ferner eine weitere Durchgangsbohrung 19 vorgesehen. Diese dient zur Aufnahme von hier nicht dargestellten Justiermitteln, mit denen das Halteelement 3 gegenüber dem Trägerelement justiert werden kann.
In den 3 bis 6 ist das Halteelement 3 als Einzelheit gezeigt. Hier sind die im Inneren liegenden Bohrungen 7, 9, 10, 19 beziehungsweise Ausnehmungen jeweils gestrichelt dargestellt. Neben der Ausnehmung 9 zur Aufnahme des ersten Sensors 4 und der Ausnehmung 10 zur Aufnahme des zweiten Sensors 5 ist ferner ein Durchgangskanal 20 vorgesehen, dessen eines Ende in der Ausnehmung 9 mündet und dessen zweites Ende an der Schnittstelle 15 des Halteelements 3 mündet. So können die Verbindungskabel für die Sensoren 4, 5 durch den Verbindungskanal 20 im Inneren des Halteelements 3 zur Schnittstelle 15 geführt werden. Die Schnittstelle 15 umfasst vorzugsweise einen mechanischen und elektrischen Anschluss zur Weitergabe der Daten an eine elektronische Steuereinheit.
In 7 ist eine erfindungsgemäße Schaberanordnung 22 für eine bewegte Oberfläche 23 gezeigt. Die bewegte Oberfläche 23 ist die Oberfläche einer rotierenden Walze oder eines Zylinders, der zum Führen, Pressen beziehungsweise Trocknen von durch eine Maschine laufenden Faserstoffbahnen dient. Mit der Schaberanordnung 22 wird die bewegte Oberfläche 23 frei von Verschmutzungen gehalten beziehungsweise kann eine Faserbahn von der Oberfläche 23 gekreppt werden.
Die Schaberanordnung 22 umfasst eine Schaberklinge 24, ein Trägerelement 25, das auch als Schaberbalken oder Schaberhalter bezeichnet werden kann, sowie mehrere erste Vorrichtungen 2 und zweite Vorrichtungen 27 zum Festklemmen der Schaberklinge 24 an dem Trägerelement 25.
Die ersten Vorrichtungen 2 sind nach den 1 bis 6 gestaltet. Zum Festklemmen der Schaberklinge 24 werden Schrauben 26 in die Durchgangsbohrungen 7 der Halteelemente 3 eingesteckt und in ein entsprechendes Gegengewinde im Trägerelement 25 eingeschraubt. Es ist erkennbar, dass über der Länge der bewegten Oberfläche 23 beziehungsweise der Schaberklinge 24 mehrere erfindungsgemäße Vorrichtungen 2 vorgesehen sind. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass Änderungen des Schwingungsverhaltens zwischen bewegter Oberfläche 23 und Schaberklinge 24 an verschiedenen Stellen erfasst werden können, so dass gegebenenfalls rechtzeitig in den Produktionsprozess eingegriffen werden kann, bevor größerer Schaden entsteht.
Zusätzlich zu den erfindungsgemäßen ersten Vorrichtungen 2 sind die zweiten Haltevorrichtungen 27 vorgesehen, welche sensorlos gestaltet sind. Mit anderen Worten haben die zweiten Haltevorrichtungen 27 lediglich eine Klemmfunktion. Es ist erkennbar, dass die zweiten Haltevorrichtungen 27 ebenfalls eine Bohrung aufweisen, in welche entsprechende Schrauben eingesteckt und mit dem Trägerelement 25 verschraubt werden können.
Insgesamt besteht der Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtungen 2 darin, dass diese zwei Funktionen in einem Bauteil vereinen, nämlich zum einen die Haltefunktion der Schaberklinge 24 am Trägerelement 25 und zum anderen die Sensierung verschiedener physikalischer Größen, wie Schwingungen oder Temperaturen. Dabei sind die in der erfindungsgemäßen Vorrichtung 2 angeordneten Sensoren 4, 5 hermetisch von äußeren Einflüssen geschützt, so dass sie nur einem geringen Verschleiß unterliegen und eine lange Lebensdauer aufweisen. Ein weiterer besonderer Vorteil liegt darin, dass sich die erfindungsgemäßen Vorrichtungen 2 einfach in bestehende Schabersysteme integrieren lassen. Hierfür müssen lediglich einige der formals als reine Funktionsteile ausgebildeten Haltevorrichtungen ausgetauscht und durch die erfindungsgemäßen Vorrichtungen 2 ersetzt werden. Eine Anpassung der Schaberbalkenkonstruktion ist damit nicht erforderlich, so dass eine besonders gute technische Integration der Sensorik gegeben ist.
Bezugszeichenliste

2: Vorrichtung
3: Halteelement
4: erster Sensor
5: zweiter Sensor
6: Klemmfläche
7: Durchgangsbohrung
8: Schulter
9: erster Aufnahmeraum
10: zweiter Aufnahmeraum
11: Leitung
12: Ende
13: vorderes Ende
14: Leitung
15: Schnittstelle
16: Öffnung
17: Deckel
18: hinteres Ende
19: Durchgangsbohrung
20: Durchgangskanal
21: Schweißnaht
22: Schaberanordnung
23: bewegte Oberfläche
24: Schaberklinge
25: Trägerelement
26: Schraube
27: zweite Haltevorrichtung

Claims

Vorrichtung für eine Schaberklinge für bewegte Oberflächen, wie Walzenoberflächen, umfassend ein Halteelement (3), das mit einem Trägerelement (25) zur Befestigung der Schaberklinge (24) an dem Trägerelement (25) lösbar verbindbar ist; und zumindest einen ersten Sensor (4); dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine erste Sensor (4) zur Erfassung von Schwingungen im Inneren des Halteelements (3) angeordnet und mit dem Halteelement (3) fest verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine erste Sensor (4) in einem ersten Aufnahmeraum (9) des Halteelements (3) eingesetzt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine erste Sensor (4) in dem ersten Aufnahmeraum (9) mit einen aushärtbaren Medium, insbesondere einem Harz oder Kleber, vergossen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine erste Sensor (4) zur Erfassung hochfrequenter Schwingungen, insbesondere von Schwingungen zwischen 10 kHz und 40 kHz, ausgelegt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Aufnahmeraum (9) für den zumindest eine erste Sensor (4), nach dem Einsetzen des zumindest eine ersten Sensors (4), mit einem Deckel (17) dicht verschlossen wird.
Vorrichung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (17) mit dem Halteelement (3) verschweißt ist.
Vorrichung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (3) eine Klemmfläche (6) aufweist, die in montiertem Zustand mit der Schaberklinge (24) in Kontakt ist, wobei der zumindest eine erste Sensor (4) in Draufsicht auf das Halteelement (3) im Überdeckungsbereich mit der Klemmfläche (6) angeordnet ist.
Vorrichung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Haupterstreckungsrichtung des ersten Aufnahmeraums (9) senkrecht zur Klemmfläche (6) verläuft.
Vorrichung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Sensor (5) zur Erfassung von Temperaturen vorgesehen ist, der im Inneren des Halteelements (3), insbesondere in einem zweiten Aufnahmeraum (10) des Halteelements (3), angeordnet und mit diesem fest verbunden ist.
Vorrichung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (3) einen sich verjüngenden Endabschnitt aufweist, wobei der zweite Aufnahmeraum (10) für den zweiten Sensor (5) zumindest teilweise, insbesondere größtenteils, innerhalb des sich verjüngenden Endabschnitts angeordnet ist.
Vorrichung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Ende des zweiten Aufnahmeraums (10) innerhalb einer vorderen Hälfte, insbesondere innerhalb eines vorderen Drittels, des sich verjüngende Endabschnitts des Halteelements (3) angeordnet ist.
Vorrichung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Aufnahmeraum (10) für den zweiten Sensor (5) in den ersten Aufnahmeraum (9) für den zumindest eine erste Sensor (4) mündet.
Vorrichung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Haupterstreckungsrichtung des zweiten Aufnahmeraums (10) winklig zu einer Haupterstreckungsrichtung des ersten Aufnahmeraums (9) verläuft.
Vorrichung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (3) eine Durchgangsbohrung aufweist, durch die eine Schraube zur Befestigung des Halteelements (3) mit dem Trägerelement (25) eingesteckt oder eingeschraubt werden kann.
Vorrichung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (3) eine Schnittstelle (15) zum Anschließen eines Datenkabels aufweist.
Vorrichung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Schnittstelle (15) zum Anschließen eines Datenkabels und dem ersten Aufnahmeraum (9) für den zumindest eine erste Sensor (4) eine Durchgangsöffnung (20) vorgesehen ist, durch die eine elektrische Leitung (11, 14) zur Übermittlung der vom zumindest einen Sensor (4, 5) erfassten Größen hindurchgeführt ist.
Vorrichung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein weiterer Sensor im Haltelement (3) angeordnet ist, insbesondere ein Kraftsensor und/oder ein Neigungswinkelsensor.
Schaberanordnung (22) für bewegte Oberflächen (23), wie Walzenoberflächen, insbesondere einer Maschine zur Herstellung von Faserstoffbahnen, umfassend: – ein Trägerelement (25), – eine Schaberklinge (24), – zumindest eine erste Vorrichtung (2) mit einem Halteelement (3) zum lösbaren Befestigen der Schaberklinge (24) an dem Trägerelement (25) und mit zumindest einem ersten Sensor (4), dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine erste Sensor (4) zur Erfassung von Schwingungen im Inneren des Halteelements (3) angeordnet und mit diesem fest verbunden ist, – mehrere zweite Haltevorrichtungen (27) zum lösbaren Befestigen der Schaberklinge (24) an dem Trägerelement (25), wobei die zweiten Haltevorrichtungen (27) sensorlos gestaltet sind.
Schaberanordnung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere erste Vorrichtungen (2) mit Halteelement (3) und Sensor (4, 5) vorgesehen sind, wobei zwischen zwei ersten Vorrichtungen (2) jeweils zumindest eine sensorlose zweite Haltevorrichtung (27) angeordnet ist.
Schaberanordnung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine erste Vorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 16 gestaltet ist.