DE2744698A1

DE2744698A1 - Refiner zur aufbereitung von papierstoffen

Info

Publication number: DE2744698A1
Application number: DE19772744698
Authority: DE
Inventors: Robert Pecon Langdon
Original assignee: Beloit Corp
Current assignee: Beloit Corp
Priority date: 1976-10-08
Filing date: 1977-10-05
Publication date: 1978-04-13
Also published as: GB1586897A; DE2744698C2; IT1087671B; AU2934677A; BR7706635A; AU505391B2; CA1062062A; JPS5730440B2; MX145507A; US4083503A; ES462856A1; JPS5349109A

Description

PATENTANWALT DIPlrlNG. C. O. EOECKER

6670 iT.ING33RT (SAAiI), LNSHEMERSfR. 48 0 Π I I C Q Q

Beloit Corporation 3. Oktober 1977

B 98 Beloit, Wisconsin, U.S.A.

Refiner zur Aufbereitung von Papierstoffen

Die Erfindung betrifft einen Refiner zur Aufbereitung von Papierstoffen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und befaßt sich insbesondere mit einer neuartigen und verbesserten Vorrichtung für die im Augenblick des Ein- und Abschaltens dieser Art von Maschinen erforderlichen Steuerung des Rotors.

Vierscheiben-Refiner, bei denen zwei Mahlscheiben an sich gegenüberliegenden Seiten einer rotierenden Scheibe und komplementäre Mahlscheiben an einem Stator befestigt sind, sind mit der Schwierigkeit des ungleichmäßigen Stoffstroms und der ungleichmäßigen hydraulischen Drücke behaftet, die beim Ein- und Abschalten auftreten, wobei der Rotor sich gerne im Zwischenraum zwischen den Mahlflächen des Rotors und Stators zum Stator hin bewegt und eine Berührung der sich gegenüberstehenden Flächen zustande kommen kann, was eine übermäßig starke und ungleichmäßige Abnutzung der Scheiben sowie eine übermäßige und unangenehme Lärmentwicklung zur Folge hat. Die ungleichmäßige Abnutzung der Scheiben beeinträchtigt deren Oberflächen- und Schneidkantenzustand und damit auch die Papierstoffbearbeitung.

Diese Schwierigkeiten sind durch das Verfahren und durch die Vorrichtung nach der US-PS 3.311.309 erfolgreich beseitigt worden. Nach dieser Druckvorschrift wird mit Hilfe einer Druckvorrichtung in Form einer hydraulisch oder pneumatisch dehnbaren Kammer eine axiale Kraft über die mit Axialspiel versehene Rotorwelle auf den Rotor ausgeübt, um denselben bei Ein- und Abschalten der Maschine an einem an einer neutralen Stelle zwischen Rotor und Stator befindlichen einstellbaren Anschlag festzuhalten.Die be-

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Telefon: (068 94) 14396, Wohnung 7124 · Kon-en : Postscheckamt Eisen 101328-438, Gebr. Roch I !ng Bank St. Ingbert 20.013.490

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schriebene Steuervorrichtung zur Rotorwelle wird auf ein Weller.ende angesetzt, und zwar entweder nach außen hinter einen intern angeordneten Antriebsmotor oder an jenes Ende der Welle, das zum Ankuppeln an einen externen Antriebsmotor bestimmt ist. Die Verwirklichung beider Lösungen setzt voraus, daß die Maschine zur Aufnahme der Vorrichtung am äußeren Wellenende entsprechend lang gebaut ist, wodurch bei engbemessenen Raumverhältnissen das Problem der Unterbringung entsteht. Ein wichtiges Ziel der gegenwärtigen Erfindung besteht darin, das zuletzt genannte Problem zu beseitigen sowie das Prinzip des vorgenannten Patentes einer in Form und Aufbau kompakteren, wirtschaftlicheren und wirksameren Vorrichtung einzuverleiben.

Es ist demnach Aufgabe der gegenwärtigen Erfindung, eine neuartige und verbesserte Vorrichtung zu schaffen, um die Position eines Papierstoff-Refinerrotors beim Ein- und Abschalten des Refiners zu steuern.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer neuartigen und verbesserten Vorrichtung zur Steuerung des Papierstof f-Ref inerrotors, die sich an der Rotorwelle unterbringen läßt.

Eine weitere Aufgabe besteht in der Schaffung einer neuartigen und verbesserten Vorrichtung zur Steuerung des Papierstoff-Refiner-,rotors, die sich in vorhandenen Papierstoff-Refinern einbauen läßt.

Eine weitere Aufgabe besteht in der Schaffung einer einfachen und robusten Vorrichtung, die den genannten Zweck erfüllt und mit einem Mindestaufwand «in Wartung zuverlässig arbeitet.

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Entsprechend den Merkmalen der Erfindung befinden sich in einem zur Aufbereitung von Papierstoff dienenden Refiner, der mit einer rotierenden Welle ausgerüstet ist, die einen Rotor mit sich gegenüberliegenden Mahlflächen abstützt, ein Stator, dessen Mahlflächen den Rotorflächen zugewandt sind und mit den Rotorflächen bei Betrieb des Refiners zum Einlaß des Papierstoffes einen Zwischenraum bilden, Mittel zur Einführung des aufzubereitenden Papierstoffes in den zwischen Rotor- und Statorflächen befindlichen Raum, Mittel zum Auslaß des aufzubereitenden Papierstoffes sowie eine rotierende Wellenabstützung mit einer stationären Lagerhülse, in der sich die Welle bei Betrieb axial und drehbar bewegt, ein von der Lagerhülse gehaltener Kraftantrieb als Verbesserung, ein in der Lagerhülse befindliches übertragungselement, das die axiale Bewegungskraft des Antriebes auf die Welle überträgt.

Als weiteres Merkmal der Erfindung befindet sich zwischen axial zueinander und in einer axial fixierten Lage auf der Rotorwelle innerhalb einer stationären Lagerhülse angeordneten Lagern ein Axialkraftübertragungselement sowie ein auf der Lagerhülse sitzendes Antriebselement zum Antrieb des Axialkraftübertragungselementes, das die Axialverschiebung der Welle bewirkt. Ein für diesen Zweck geeignetes übertragungselement bestünde aus einer auf der Welle innerhalb der Lagerhülse nicht drehbar jedoch axial beweglich montierten Hülse mit einem radial nach außen gerichteten, aus einer in der Lagerhülse befindlichen Öffnung herausragenden Zapfen sowie aus einem auf der Außenseite der Lagerhülse neben der Öffnung befindlichen Kraftantrieb, der den Zapfen in axialer dichtung zur welle und damit die Welle innerhalb der Lagerhülse und in axialer

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Richtung zur Lagerhülse bewegt.

Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorzüge der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung bestimmter typischer Ausführungsarten sowie aus beigefügten Zeichnungen hervor, wobei Abwandlungen und Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Sinn und Umfang der dargestellten neuen Konzeption abzuweichen.

Abb. 1 - Seitenansicht, zum Teil als Schnitt, eines Refiners zur Papierstoffaufbereitung, in dem Merkmale der Erfindung enthalten sind.

Abb. 2 - vergrößerter Ausschnitt aus der Seitenansicht, durch den die als Erfindung beanspruchte Wellensteuerung verdeutlicht wird.

Abb. 3 - Grundriß, insbesondere im Schnitt III-III der Abb. 2.

Ein typischer Refiner nach Abb. 1, der zur Anwendung der Erfindung besonders geeignet ist, besteht aus einem auf einer Sohlplatte 8 ruhenden Gehäuse 7, in dem sich ein Stator 9, ein Rotor 10, ein in den Stator 9 führender Stoffeinlaß 11 sowie ein vom Stator abgehender Stoffauslaß 12 befinden.

Zwischen dem Stator 9 und Rotor 10 befinden sich radiale ringförmige Mahlräume 13 und 14, wobei die Aufbereitung des Papierstoffes mittels am Rotor 10 befindlicher Mahlflächen geschieht, die aus ringförmigen Scheiben 15 bestehen und auf sich gegenüberliegenden Seiten des allgemein scheibenförmigen Rotors in geeigneter Weise fest montiert sind und komplementären, auf dem Stator fest montierten Mahlschei-

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ben 17 und 18 gegenüberstehen, deren Mahlflächen den Mahlflächen der Rotorscheiben 15 gegenüberstehen. Der Flüssigkeit enthaltende Papierstoff tritt am Einlaß 11 ein, fließt in eine an der Nabe des Rotors 10 befindliche ringförmige Einlaßkammer 19 und passiert die Quergänge 20, die die Rotornabe durchziehen. Bei Betrieb des Refiners tritt also der Papierstoff in im wesentlichen gleichmäßigen Mengen an der radialen innenseite der Mahlräume 13 und 14 in die Mahlräume ein, wird dort aufbereitet, um dann über einen äußeren ringförmigen Raum 22, der durch den Hohlraum innerhalb des Stators gebildet wird, aus dem Auslaß 12 auszutreten.

Zur Einstellung des Mahlscheibenabstandes ist eine Statorscheibe, in diesem Falle die Scheibe 18, axial verstellbar angeordnet. Sie wird von einem Gleitkopf 23 gehalten, an der eine mit einem Schnekkenrad 25 kämmende Stellschraube 24 fest montiert ist, deren Stellbewegung für die Scheibenanstellung über einen Getriebemotor 27 und/oder über ein von Hand betätigtes Stellelement erfolgt. Der Motor 2 7 kann automatisch betrieben werden, z. B. über einen auf andere Funktionen des Refiners ansprechenden Schaltmechanismus sowie über einen Sensor, der die Papierstoffeigenschaft erfaßt und den Motor im Sinne des vorherbestimmten PapierstoffProduktes, das den Refiner zu verlassen hat, regelt. Da der Rotor 10 über ein bei dieser Refinerbauart übliches Axialspiel verfügt, wird er sich automatisch einstellen, indem er sich axial verschiebt entsprechend den Hydraulikdrücken, die auf die Flächen der Mahlscheiben 15 wirken und durch den Fluß des Papierstoffes durch die zwischen den Mahlscheiben befindlichen Mahlräume 13 und 14 erzeugt werden.

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Bei der dargestellten Refinerapparatur ist. die Rumpfscheibe des Rotors 10 beispielsweise über Bolzen 28 an einer Nabe 29 befestigt, die am inneren finde einer mit Axialspiel versehenen Welle 30 festgehalten wird, z. B. über eine Nabenhalterung 31, die wiederum am Wellenende beispielsweise mittels einer Kopfschraube 32 festgehalten wird und bei hosen dieser Schraube abgenommen werden kann. Der Nabe 29 anliegend sitzt auf der Welle eine Hülse 33, die aus Keramik bestehen kann und die sich verschiebbar durch eine Stopfbüchse 34 erstreckt.

Außerhalb der Stopfbüchse 34 durchzieht die Welle 30 eine auf der Sohlplatte 8 fest montierte rohrförmige Lagerhülse 35, die in dem umschlossenen Teil der Welle einen Schmierölbehälter 37 bildet, dessen Enden mittels Öldichtungskappen 38 und 39 verschlossen sind. An einem Ende der Lagerhülse befindet sich eine entsprechend abgedeckte Einfüllöffnung , wobei am Gegenende eine Ölstand-Sichtanzeige vorgesehen werden kann. Am äußeren Ende ist die Welle 30 über eine entsprechende Rutschkupplung 41 an eine rnotorgetriebene Antriebswelle 40 ankuppelbar.

Innerhalb der Lagerhülse 35 ist die Welle 30 drehbar und axial beweglich mittels axial im Abstand zueinander angeordneter Lager 42, die vorzugsweise aus Rollenlagern bestehen, gelagert, wobei die Innenringe dieser Lager jeweils an ringförmigen Anschlägen 4 3 mittels Stellmuttern 44 in axialer Lage festgehalten werden.

Die Einrichtung zum Verhindern einer unerwünschten Axialverschiebung des Rotors 10, die durch ungleichmäßigen StofffJuß und ungleich-

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mäßige Hydraulikdrücke bei Ein- und Abschalten des Refiners verursacht wird, besteht zweckmäßigerweise aus einer Vorrichtung 45, die der an der Lagerhülse 35 befindlichen Welle 30 zugeordnet ist, die also weder zusätzlichen Raumes auf axialer Ebene noch einer Verlängerung des Refiners 5 bedarf, um die erwünschte Steuerung zu erzielen. Bei einer brauchbaren Bauart besteht die Vorrichtung 45 aus einem innerhalb der Lagerhülse 35 wirkenden Kraftübertragungselement in Form einer Hülse 47, die an der Welle 30 drehfest aber zwischen den Lagern 42 axial beweglich befestigt ist. In bevorzugter Form liegt die Hülse 47 verschiebbar an der Innenfläche der Lagerhülse 35 an und drückt mit ihren Enden 48 fest gegen die Außenringe der Lager wobei die Außenringe axial verschiebbar aber drehfest an der zylindrischen Innenfläche der Lagerhülse 35 anliegt. Für Schmierzwecke ist die Kraftübertragungshülse 47 mit Bohrungen 49 versehen, so daß das Schmieröl ungehindert vom Behälter 37 aus eintreten kann.

Zur Übertragung der Axialkraft auf die Hülse 47, wodurch die axiale Verschiebebewegung der Welle erreicht wird, verfügt die Vorrichtung 45 über einen auf der Lagerhülse 35 sitzenden Kraftantrieb 50. Der Zapfen 51 der Hülse 47, der radial nach außen gerichtet ist und aus einer an der Lagerhülse 35 befindlichen Öffnung herausragt, ist in bevorzugter Form über Flansche beispielsweise durch Schrauben 54 an der Hülse 47 befestigt, und die Öffnung 52 besteht aus einem entsprechend der Bewegungsspanne des Zapfens 51 axial verlängerten Langloch, dessen Breite so bemessen ist, daß der Zapfen 51 der Axialbewegung der Welle 30 folgen kann aber eine Drehbewegung des Zapfens und damit der Hülse verhindert wird. Mit der am Zapfen 51

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gehaltenen Platte 55 erhält die Öffnung 52 eine schiebbare Abdeckung .

In zweckmäßiger Ausführung besteht der Kraf tantr ^;.eb 50 aus einem
außerhalb der Lagerhülse 35 angebrachten Zylindei mit einem einfachwirkenden druckbetätigten Kolben, wobei ein hin- und herbev/eylicher, auf den Zapfen 51 ausgerichteter Plunger 57 den Zapfen in eine
axiale Richtung bewegt - im dargestellten Falle in Richtung des
Rotors 10. Das Druckmedium wird über eine entsprechend gesteuerte
Versorgungsleitung 58 aus einer Druckquelle zugeführt, die hydraulisch sein kann aber auch aus Luftdruck bestehen kann, der der
Betriebsanlage abgeleitet wird. Druck wird dem Kraftantrieb 50 bei Ein- und Abschalten des Refiners 5 zugeführt; während des normalen Betriebes ist der Druck entspannt.

Um bei Betrieb des Kraftantriebes 50 die axiale Bewegung der Welle zu begrenzen, befindet sich auf der Lagerhülse 35 gegenüber dem
Zapfen 51 und dem Kraftantrieb 50 ein Bolzen 59. Zweckmäßigerweise ist der Anschlagbolzen 59 mit einem Gewinde versehen und sitzt verstellbar auf einem Block 60, der an der Lagerhülse z. B. durch Schrauben 61 befestigt ist. Nach erfolgter Einstellung wird der Bolzen über eine Sicherungsmutter 62 gesichert. Durch die Einstellung des Anschlagbolzens 59 wird die Axialbewegung der Welle 30 verhindert, indem der Plunger 57 aus einer ruhenden Lage - in Abb. 2 durch Vollstrich als Beispiel dargestellt - in die voll ausgefahrene Stellung gegen den Zapfen 51 fährt - in Abb. 2 durch gestrichelte Linie und in Abb. 1 durch Vollstrich als Beispiel dargestellt. In der voll

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ausgefahrenen Stellung des Plungers 57 wird der Zapfen 51 gegen den Anschlag 59 getrieben, wodurch der Rotor in einer allgemein neutralen Lage zwischen den sich gegenüberliegenden Mahlflächen der Stator-Mahlflächen 17 und 18 festgehalten wird. Bei der vom Kraftantrieb 50 ausgelösten neutralisierenden Bewegung wird die Rotorwelle 30 möglicherweise nur eine geringfügige axiale Bev/egung ausführen, die aber genügt, um den Zapfen 51 fest gegen den Anschlag zu fahren. Hiermit wird eine Axialverschiebung der Welle una damit des Rotors bei Ein- und Abschalten des Refiners verhindert, wodurch in wirkungsvoller Weise die Gefahr einer Beschädigung der sich gegenüberliegenden Mahlflächen des Rotors und Stators ausgeschaltet wird. Im normalen Betriebszustand, bei dem ein allgemeines Gleichgewicht zwischen den in den Mahlräumen 13 und 14 anstehenden Hydraulikdrücken besteht, wird der Kraftantrieb 50 in Ruhezustand versetzt, so daß sich die Welle 30 axial frei bewegen kann und durch das Spiel des Rotors 10 eine optimale, allgemein zentrale Mahlstellung der Flächen der Mahlscheiben 17 und 18 erreicht wird.

Nachdem die Vorrichtung 45 und insbesondere der Anschlag 59 einmal eingestellt wurde, um den Rotor über den Kraftantireb 50 optimal zu neutralisieren, kann die Vorrichtung 45 mit einer beispielsweise durch Kopfschrauben 64 an der Lagerhülse 35 befestigten, abnehmbaren Schutzhaube 6 3 abgedeckt werden (Abb. 3).

Aus obiger Beschreibung geht hervor, daß die gegenwärtige Erfindung eine einfache, mit geringen Kosten verbundene Vorrichtung bietet, um den Rotor in bestimmten Augenblicken zu neutralisieren, z. B.

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beim Ein- und Abschalten des Refiners, wenn die Mahlflächen des schwimmend gelagerten Rotors an die Mahlflächen des Stators anstoßen könnten. Axiallager werden für die Rotorwelle nicht benötigt. Lagermäßig gut ausgerichtet, kann der Rotor von geringster Länge sein. Die Leistungsaufnahme ist ebenfalls gering, da es nur eines kleinen Kraftantriebes bedarf, um den Kraftübertragungsarm der Vorrichtung mit einem ausreichenden Rotor-Sperrschub zu beaufschlagen.

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Claims

PATENTANWALT DiPL-ING. C. O. BOECKER 6670 -TlMCRtHT(SiAR) ENSHE'MERCTR. 48 97/ / CQO Beloit Corporation 3. Oktober 1977 B 98 Beloit, Wisconsin, U.S.A. Patentansprüche

1. Refiner zur Aufbereitung von Papierstoffen mit einem von einer axial schwimmend gelagerten Antriebswelle getragenen Rotor, der zwei nach außen weisende Mahlflächen hat, einem Stator, der zwei den Rotor-Mahlflächen gegenüberliegende Mahlflächen hat, wobei zwischen den rotorseitigen und den statorseitigen Mahlflächen Zwischenräume eingestellt sind, in die der Papierstoff über einen Einlaß einführbar ist, und mit einer ortsfesten, rohrförmigen Lagerhülse, in der die Antriebswelle beim Betrieb drehbar und axial beweglich gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß von der Lagerhülse (35) ein Kraftantrieb (50) getragen ist, und daß innerhalb der Lagerhülse ein Kraftübertragungselement (47) zur Übertragung der axialen Stellkraft des Kraftantriebes auf die Antriebswelle (30) angeordnet ist.

2. Refiner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (30) in axialem Abstand voneinander angeordnete Lager (4 2) trägt, über die die Welle innerhalb der Lagerhülse (35) drehbar gelagert ist, und daß das Kraftübertragungselement (47) über die Lager funktionell mit der Welle gekoppelt ist.

3. Refiner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lager Wälzlager (42) sind, an deren nicht drehbaren, aber gleitbeweglichen Außenringen das Kraftübertragungselement (47.) angreift, und deren Innenringe an der Antriebswelle (30) axial festgelegt sind.

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Telefon: (068 94J 14396, Wohnung 7124 · Kor. en :Postscheckomt Eisen 101328-438, Gtir.Rcchling Eonk S». Ingbert 20.013.490

4. Refiner nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftübertragungselement aus einer innerhalb der Lagerhülse (35) axial beweglichen, aber nicht drehbaren Hülse (47) besteht, die mit einem sich durch einen länglichen Führungsschlitz (52) der Lagerhülse radial nach außen erstreckenden Arm (51) versehen ist, an dem der außerhalb der Lagerhülse angeordnete Kraftantrieb (50) über ein Stellglied (57) angreift.

5. Refiner nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftantrieb (50) druckmittelbetätigt ist und mit seinem Plunger (57) an dem radialen Arm (51) angreift, und daß^cer dem Plunger gegenüberliegenden Seite des Armes ein Anschlag (59) an der Lagerhülse (35) angeordnet ist, an dem der von dem Plunger axial verstellte Arm anschlägt, in welcher Anschlaglage die auf die Lager (42) einwirkende Kraftübertragungshülse (47) die Antriebswelle (30) in einer neutralen Lage hält, in der sich die Mahlflächen des Refiners nicht berühren können.

6. Refiner nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der längliche Führungsschlitz (52) in der Lagerhülse (35) von einer von dem radialen Arm (51) getragenen Platte (55) abgedeckt ist.

7. Refiner nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (59) verstellbar ist.

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