DE4031974C2 - Einrichtung zur Schüttelung der Brustwalze oder ähnlichen Walzen einer Papiermaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine solche Einrichtung ist bekannt aus IWANOW "Technologie der Papierherstellung", VEB Fachbuchverlag Leipzig, 1964, Seite 311, und bei Papiermaschinen bis ca. 1000 m/min Produktionsgeschwindigkeit und besonders bei der Produktion holzfreier Papiere üblich, um dem Sieb der Papiermaschine zur Verbesserung der Blattformation die gewünschte Schüttelbewegung zu erteilen. Zu dem Zweck sind die Lagergehäuse der Brustwalzenlager von stabilen Flachfederpaketen gehalten. Ferner ist bei bekannten Ausführungen das Lagergehäuse auf der einen Seite der Walze gekoppelt mit dem Schwingungserreger. Dieser besteht im allgemeinen aus einem auf dem Prinzip einer Unwucht beruhenden Schwingungserreger, der von einem Motor über ein Getriebe angetrieben wird, wobei die Ausgangsdrehzahl des Getriebes veränderbar ist. Die Schüttelung der Brustwalze erfolgt praktisch über die Lagerelemente, wie Kugeln oder Rollen, der als Wälzlager ausgeführten Brustwalzenlager. Es kommt wegen der starken Schüttelkräfte zu einer so starken Axialbelastung der Lagerelemente, daß die Lebensdauer derselben sehr stark reduziert ist. Es beträgt ja die Schüttelkraft mehrere, ja oft mehr als 5 Tonnen. Die Lebensdauer der Lager wird entsprechend stärker noch verringert, wenn auch noch eine hohe Schüttelfrequenz erforderlich ist.

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Schütteleinrichtung anzugeben, bei der die starke, zusätzliche Axialbelastung des Wälzlagers durch den Schüttelantrieb nicht in dem Maße gegeben ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.

Gemäß der Erfindung wird durch das hydrostatische Übertragungssystem die Schüttelkraft direkt auf den Lagerzapfen der Brustwalze übertragen. Die eben erwähnte, zusätzliche Axialbelastung des Wälzlagers wird nahezu auf ein Minimum (etwa auf 10%) reduziert, da nun nur noch die Masse des mitgeschüttelten Lagergehäuses (welche ja wesentlich geringer ist als die Masse der Walze), maßgebend für die zusätzliche Belastung des Wälzlagers ist. Also reduziert auf die minimale Axialbelastung des Wälzlagers, das bei den bisher bekannten Ausführungen auf der dem Schüttelangriff abgekehrten Seite angeordnet ist.

Aus der deutschen Patentschrift Nr. 617806 ist zwar bereits eine Schüttelvorrichtung mit hydrostatischen Übertragungssystem für sich drehende, nachgiebig gelagerte Maschinenteile, wie z. B. Walzen und von diesen getragenen Teile von Papiermaschinen bekannt. Bei dieser ist zwischen den in bekannter Weise zur Übertragung der Axialbewegung auf die Walze dienenden Teilen, wie Kolben, Scheiben oder Ringe, einerseits und einem mit dem Wellzenzapfen der Walze fest verbundenen Teil, beispielsweise einem den Kolben umgebenden Gehäuse, andererseits ein Spielraum angeordnet, der stets mit einer unter Überdruck stehenden Flüssigkeit ganz angefüllt ist. Der Überdruck wird dabei durch eine vom geschüttelten Walzenzapfen angetriebene Pumpe erzeugt. Die Pumpe erzeugt einen Kreislauf der den Druck übertragenden und zugleich schmierenden Flüssigkeit im Gehäuse und um alle Kolbenflächen. Das Schüttelgehäuse treibt die Pumpe selbst an, die in einem von der Schüttelstange getragenen Gehäuse angeordnet sein kann. Besonders nachteilig an dieser Ausführung gestaltet sich jedoch, daß bei Schiefstellungen des Lagerzapfens keine stabile Führung der Kolben gegeben ist und ein Anschlagen im Gehäuse keinesfalls ausgeschlossen werden kann.

Demgegenüber haben die Erfinder erkannt, daß es darauf ankommt, um eine stabile Schüttelhydraulik anzugeben, daß die Platte mit dem Lagerzapfen verbunden ist. Dadurch kann erreicht werden, daß die erfindungsgemäßen axial angeordneten Ringräume gleichmäßig beaufschlagt werden und eine stabile Führung der Platte gegeben ist, wobei auch Schieflagen des Wellenstummels der Walze nicht zu Beeinträchtigungen führen.

Darüber hinaus ist das hydrostatische Übertragungssystem verschleißfrei und hat eine sehr gute Dämpfungswirkung und ruft somit eine erhebliche Verringerung der mechanischen Belastungsspitzen der Lager hervor. Außerdem gleicht es kleine Kippbewegungen der Brustwalze aus, die aufgrund deren für die Schüttelausführung vorgesehenen, federnden Lagerung auftreten.

Vorzugsweise ist das hydrostatische Lagersystem mit mehreren Ringräumen auszuführen, um eine innere zusätzliche Stabilisierung zu erhalten.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Maßnahmen können der Walzenkörper und besonders auch der triebseitige Walzenzapfen sowohl bei Siebantriebswalzen als auch Brustwalzen gleich und austauschbar ausgeführt werden. Im Falle der Siebantriebswalze kommt eine Antriebswelle (Gelenkwelle oder Kupplung) auf dem Antriebswellenstummel, bei der Brustwalze der zu verschraubende Wellenzapfenstummel in Frage.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der in den Figuren der Zeichnung beschriebenen Ausführungsform erläutert, wobei

Fig. 1 einen Axialschnitt durch den Schüttelantrieb,

Fig. 2 einen Axialschnitt des hydraulischen
Übertragungssystemes und

Fig. 3 eine spezielle Ausführungsform der Ringräume des hydraulischen Übertragungssystemes jeweils in vergrößertem Maßstab darstellen.

In Fig. 1 ist eine Walze 1, die als Brustwalze ausgeführt sein kann, angedeutet und deren Verlauf durch die strichpunktiert dargestellte Drehachse derselben gekennzeichnet. Der Lagerzapfen 2 wird von einem in einem Lagergehäuse 4 gehaltenen Wälzlager 3 getragen. Die Verlängerung 2′ des Lagerzapfens ist mit einem hydrostatischen Übertragungssystem 6 gekuppelt. Dieses besteht aus zwei axial nebeneinander angeordneten Gehäuseteilen 7 und 8 sowie einer Druckplatte 9, die an dem Fortsatz 2′ des Lagerzapfens befestigt ist. Der rechte Gehäuseteil 7 des Druckgehäuses hat als zentrale Verlängerung einen Schubzapfen 10, der mittels eines Fortsatzes 12 mit der Rüttelstange 18 eines mechanischen Schwingungserregers 17 verbunden ist. Der Antrieb und der Aufbau des mechanischen Schüttelerregers ist hier nicht weiter im einzelnen erläutert, weil diese Einrichtungen ja bekannt sind. Als Antrieb dient im allgemeinen ein Elektromotor und ein Getriebe, das vorzugsweise als stufenlos regelbares Getriebe mit Übersetzung durch einen Riemen und Riemenscheiben ausgebildet ist bzw. drehzahlgeregelter E-Motor, z . B. frequenzgeregelter Drehstrommotor. Der Schubzapfen 10 ist noch in Lagern 14 geführt, die von einem Lagerbock 15 getragen werden, der sich zwischen dem Gehäuse 7, 8 des hydrostatischen Übertragungssystems 6 und dem mechanischen Schwingungserreger 17 befindet.

Das Lagergehäuse 4 des hier dargestellten Wälzlagers 3 der Walze 1 ist federnd gehalten von stabilen Flachfederpaketen 41 und 43 sowie weiteren Flachfederpaketen, die an einer Grundplatte 40 bzw. an einer hier nicht dargestellten seitlichen Platte befestigt sind. Es fluchten in dieser bevorzugten Ausführungsform die Wellendrehachse der Walze 1 sowie der Schubzapfen 10 und die Schüttelstange 18 des Schwingungserregers 17.

Vorzugsweise weist das hydrostatische Übertragungssystem Ringräume 21 und 22 auf, die zu beiden Seiten der radialen Druckplatte 9 angeordnet sind. Auf der linken Seite ist dieser Druckraum sowohl radial innen als auch radial außen mit in Umfangsrichtung angeordneten und verlaufenden, als Druckräume fungierbaren Ringräumen 37 und 32 jeweils über drosselnde, ringkammerförmige Spalte 23 bzw. 24 und auf der rechten Seite über in Umfangsrichtung verlaufende, drosselnde ringförmige Spalte 31 bzw. 34 mit dem in radialer Richtung außen angeordneten Ringraum 32 und einem in radialer Richtung innen angeordneten Druckraum 38 verbunden. Die Zufuhr des hydraulischen Druckmittels ist hier vorzugsweise in die in Umfangsrichtung verlaufenden Ringräume hinein von Anschlüssen 25 bzw. 30 her vorgesehen, an die Kanäle 26 bzw. 28 angeschlossen sind und die in die jeweiligen Ringräume über Drosselbohrungen 27 bzw. 29 münden. Vom Druckraum 38 führt ein Kanal 35 zum in radialer Richtung außen angeordneten Ringraum 32 und von dort über den Kanal 33′ zum Auslaß für das hydraulische Druckmittel; zu diesem Auslaß führt vom Ringraum 37 auch noch ein Kanal 33. Die jeweilige Strömungsrichtung ist durch die kleinen Pfeile gekennzeichnet.

Der hydraulische Leitungskreis trägt die Bezugszeichen 48, 49, 50, 51 und 54, den die Pumpe 45 aus Behälter 47 speist und in welchem eingeschaltete Drosseln 46 und 52 verstellbar ausgebildet sind und wobei Leitung 54 zu einem Druckbegrenzungsventil 55 führt.

Die Ringräume 21, 22 können natürlich auch in der Druckplatte vorgesehen werden, ebenso wie die drosselnden bzw. als Drossel wirkenden ringförmigen Spalte 23, 24, 31 und 34.

Es ist noch günstig, vorzusehen, daß in dem Lagerbock 15 eine radiale Verdrehsicherung für den Schubzapfen 10 eingebaut ist.

Die Ausführungsform nach Fig. 3 zeigt in Umfangsrichtung durch gleich dicke Stege 36 wie die ringförmigen Stege 42 und 44 unterteilte Ringräume 21′ und 21′′, so daß also eine Vierfach-Unterteilung derselben gegeben ist. Diese dient zur Führungs- und damit Funktionsstabilisierung.

Claims (11)

1. Schüttelantrieb für die Brustwalze oder ähnliche Walze einer Papiermaschine mit einem Schwingungserreger, dessen Schwingungen über den Lagerzapfen der Walze auf diese übertragen werden, wobei zwischen dem Schwingungserreger (17) und dem Lagerzapfen (2) der Walze (1) ein hydrostatisches Übertragungssystem (6) angeordnet ist, das eine Druckplatte (9), die im wesentlichen radial in Bezug auf die Drehachse der Walze ausgerichtet ist sowie ein die Druckplatte (9) umgebendes Druckgehäuse (7, 8), das mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt ist, aufweist, und an einen Lagerzapfen (2, 2′) der Walze (1) gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckplatte (9) mit dem Lagerzapfen (2, 2′) derselben der Walze (1) fest verbunden ist und jeder Stirnseite der Druckplatte (9) mindestens ein in Umfangsrichtung verlaufender Ringraum (21, 22) zugeordnet ist, der radial innen und radial außen durch Ringspalte (23, 24, 31, 34) von radial inneren bzw. radial äußeren Druckräumen (32, 37, 38) abgetrennt ist.

2. Schüttelantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungssystem (6) direkt auf den (verlängerten) Lagerzapfen oder aber einen mit diesem fest verbundenen Zapfenflansch (=Druckplatte 9) wirkt.

3. Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß je Axialfläche der Druckplatte (9) mindestens ein in Umfangsrichtung um die Walzendrehachse verlaufender Ringraum (21, 22) im Druckgehäuse (7, 8) oder in der Druckplatte (9) vorgesehen ist.

4. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Anschluß (25, 30) für hydraulische Druckflüssigkeit zumindest an einem der radial inneren, in Umfangsrichtung verlaufenden Ringräume (21, 22) vorgesehen sind.

5. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Druckflüssigkeitszufuhrkanal (26, 28) mit einer drosselnden Verengung (27, 29) in dem in Umfangsrichtung verlaufenden Ringraum (21, 22) nahen Bereich vorgesehen ist.

6. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abfluß (39) für hydraulisches Druckmittel am radial äußeren Druckraum (32) des Druckgehäuses (7, 8) vorgesehen ist.

7. Antrieb nach Anspruch 1-4, gekennzeichnet durch mindestens einen Anschluß (25) für die Zufuhr sowie mindestens einen Anschluß (39) am Druckgehäuse (7, 8) für den Abfluß der hydraulischen Druckflüssigkeit.

8. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckgehäuse eine zentrale Verlängerung in Form eines Schubzapfens (10) aufweist, welcher mit dem Schwingungserreger (17) gekoppelt ist.

9. Antrieb nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelachse des Schubzapfens (10) mit der Walzendrehachse fluchtet oder zumindest nahezu fluchtet.

10. Antrieb nach Anspruch 8 oder 9, gekennzeichnet durch einen Lagerbock (15) zur Lagerung des Schubzapfens (10) des Druckgehäuses (6) zwischen Druckgehäuse (6) und Schwingungserreger (17) mit radialer Verdrehsicherung für den Schubzapfen.

11. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungserreger auf rein mechanischer Basis mit Unwuchten aufgebaut ist.