DE4119013A1 - Abrasionspruefgeraet - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Abrasionsprüfgerät zur Ermitt­ lung der Abrasion an Sieben, Saugerbelägen und dgl. in der Zellstoff- und Papierindustrie, mit einer vertikalen, elek­ tromotorisch antreibbaren, hohlen Antriebswelle, mit einer in der Antriebswelle mit geringem Spiel axial verschiebbaren und mit ihr kuppelbaren Rührwelle, die an ihrem oberen Ende ein Belastungsgewicht trägt und an ihrem unteren Ende einen Mitnehmer für einen Prüfkörper aufweist, und mit einem im wesentlichen zylindrischen Behälter zur Aufnahme einer Füll­ stoffsuspension und eines Prüflings, wobei die Rührwelle mindestens um die Behälterhöhe gegenüber der Antriebswelle verschiebbar ist und dabei ihr Verschiebeweg nach oben durch einen Anschlag des Mitnehmers am unteren Ende der Antriebs­ welle begrenzt ist.

Mit einem derartigen bekannten Abrasionsprüfgerät (DE 20 33 592 C3) können die in der Zellstoff- und Papierindu­ strie verwendeten Füllstoffe oder Pigmente unter Verwendung eines Standardsiebes auf ihre Abrasionswirkung geprüft werden. Umgekehrt ist bei Einsatz eines Standardfüllstoffes, bei­ spielsweise Kaolin der Abrasionswiderstand verschiedener Siebe bzw. der Siebe verschiedener Hersteller prüfbar. Auch können gegebenenfalls Saugerbeläge mit diesem Abrasions­ prüfgerät getestet werden. Während der Prüfung taucht die Rührwelle in die Füllstoffsuspension ein. Zur Vermeidung von Störungen durch Füllstoffteilchen, die in den Raum zwischen der Antriebswelle und der Rührwelle gelangen, muß die Rührwelle nach jedem Versuch sorgfältigst gereinigt werden. Dies geschieht bisher mit einem weichen, saugfähigen Lappen, mit dem man beim Herausziehen der Rührwelle aus der Suspension die Rührwelle von anhaftender Suspension befreit. Das sorgfältige Reinigen ist jedoch zeitaufwendig. Geschieht es nicht oder nicht mit der nötigen Sorgfalt, dann gelangen Füllstoffteilchen zwischen die hohle Antriebswelle und die Rührwelle, was die Prüfergebnisse verfälschen kann. Um näm­ lich aussagekraftige Versuchsergebnisse zu erhalten, muß der von der Rührwelle in Drehung versetzte Prüfkörper mit einer vorbestimmten und immer gleich großen Kraft an den Prüfling angedrückt werden. Dies geschieht bei dem bekannten Abrasionsprüfgerät durch das Eigengewicht der Rührwelle und ein zusätzliches, an ihrem oberen Ende befestigtes Belastungs­ gewicht. Wenn infolge von Füllstoffteilchen, die zwischen Antriebswelle und Rührwelle gelangt sind, sich die Rührwelle nicht mehr frei verschieben läßt, dann verringert sich die Anpreßkraft des Prüfkörpers an den Prüfling in nicht kon­ trollierbarer Weise. Hierbei ist zu berücksichtigen, daß das Spiel, welches zwischen Antriebswelle und Rührwelle vor­ gesehen ist, um deren axiale Verschiebung in der Antriebs­ welle zu ermöglichen, sehr gering sein muß und in der Praxis nur wenige hundertstel Millimeter beträgt. Es genügen hier schon verhältnismäßig wenige Füllstoffteilchen, um das zur freien Verschiebung der Rührwelle in der Antriebswelle er­ forderliche Spiel zu verringern. Man kann dieses Spiel andererseits auch nicht beliebig groß machen, da dann die Gefahr besteht, daß die Rührwelle keine exakt drehende Bewegung, sondern eine Taumelbewegung ausführt, wodurch das Versuchsergebnis ebenfalls verfälscht wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Ab­ rasionsprüfgerät zur Ermittlung der Abrasion an Sieben, Saugerbelägen und dgl. in der Zellstoff- und Papierindustrie der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei dem eine sorg­ fältige Reinigung der Rührwelle nach dem Versuch ganz ent­ fallen kann bzw. bei oberflächlicher Reinigung die freie Verschiebbarkeit der Rührwelle in der Antriebswelle stets gewährleistet ist.

Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß der an den Mitnehmer angrenzende untere Teil der Rührwelle, soweit er während der Prüfung mit Suspension benetzbar ist, im Durchmesser um mindestens 0,5 mm kleiner ist als der Innen­ durchmesser der Antriebswelle, daß die hohle Antriebswelle mindestens so lang ist wie der Verschiebeweg der Ruhrwelle zuzüglich dem doppelten Innendurchmesser der Antriebswelle und daß der obere Teil der Rührwelle, der mit geringem Spiel in der Antriebswelle verschiebbar ist, mindestens so lang ist wie die Antriebswelle.

Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, den Durchmesser des unteren Teiles der Rührwelle, soweit er bei der Durch­ führung des Versuches in die Suspension eintaucht bzw. auch durch Suspensionsspritzer verunreinigt werden kann, gegenüber dem Innendurchmesser der Antriebswelle mindestens um so viel kleiner zu machen, daß der an der Rührwelle anhaftende Suspensionsfilm beim Verschieben der Rührwelle keinesfalls mit der hohlen Antriebswelle in Berührung kommt. Weiterhin geht die Erfindung von dem Gedanken aus, die hohle Antriebs­ welle und den mit ganz geringem Spiel in der hohlen Antriebs­ welle verschiebbaren oberen Teil der Rührwelle so lang aus­ zugestalten, daß beim Verschieben der Rührwelle nach oben, immer noch ein ausreichend langer Abschnitt des oberen Teiles der Rührwelle in der hohlen Antriebswelle geführt ist. Durch diese Führung des oberen Teiles wird bewirkt, daß der untere Teil der Rührwelle sich nicht seitlich bewegen kann und beim Verschieben der Rührwelle nach oben in konstantem Abstand zur Innenwand der hohlen Antriebswelle verbleibt. Durch diese exakte Führung der Rührwelle wird vermieden, daß ihr unterer Teil die Innenwand der hohlen Antriebswelle berührt und es wird hiermit auch vermieden, daß an dem unteren Teil anhaftende Suspension in Berührung mit der Innenwand kommt und daran hängen bleibt.

Wenn in dem Patentanspruch 1 angegeben ist, daß der Durch­ messer des unteren Teiles der Rührwelle um mindestens 0,5 mm kleiner sein soll als der Innendurchmesser der hohlen An­ triebswelle, so ist hiermit nicht gesagt, daß der Durchmesser­ unterschied auch wesentlich größer sein kann, beispielsweise 2 mm. Man wird jedoch stets bemüht sein, einerseits den Abstand zwischen der Mantelfläche des unteren Teiles der Rührwelle und der Innenwand der Antriebswelle ausreichend groß zu machen und andererseits den Durchmesser des unteren Teiles nicht zu stark zu verringern, damit die Rührwelle auch noch in ihrem unteren Teil eine ausreichende Stabili­ tät aufweist.

Zweckmäßig entspricht die Länge des unteren Teiles der Rührwelle dem Verschiebeweg. Dies bedeutet, daß während der Durchführung des Versuchs nur der im Durchmesser verjüngte untere Teil der Rührwelle aus der Antriebswelle herausragt. Es kann daher kein Abschnitt der Rührwelle, der während des Versuchs aus der Antriebswelle nach unten vorstand, mit ihrer Innenwand in Berührung kommen.

Das Spiel zwischen dem oberen Teil der Rührwelle und dem Innendurchmesser der Antriebswelle sollte nur wenige Hun­ dertstel Millimeter, bis maximal 0,03 mm betragen. Dieses geringe Spiel stellt einerseits sicher, daß die Versuchs­ ergebnisse nicht durch Taumelbewegungen oder Schwingungsbe­ wegungen des unteren Endes der Rührwelle verfälscht werden und andererseits wird durch dieses geringe Spiel auch er­ reicht, daß beim Verschieben der Rührwelle nach oben eine ausreichende Führungsgenauigkeit auch noch dann sicherge­ stellt ist, wenn nur noch ein kurzer Abschnitt des oberen Teiles in der Antriebswelle geführt ist.

Die Erfindung ist in folgendem anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Axialschnitt des Abrasionsprüfgerätes während der Durchführung eines Versuches,

Fig. 2 einen Teilaxialschnitt des Gerätes mit hochgezogener Rührwelle.

Das Abrasionsprüfgerät weist einen Ständer 1 auf, auf dessen Fuß 2 ein Behälter 3 aufsetzbar ist. Dieser Behälter 3 dient zur Aufnahme einer Füllstoffsuspension 4 und eines Prüf­ lings 5. Dieser Prüfling 5 in Form eines Prüfsiebes kann am Boden des Behälters 3 eingespannt werden. In dem Ständer­ kopf 6 ist ein Elektromotor 7 angeordnet, der eine hohle Antriebswelle 8 aufweist. In dieser hohlen Antriebswelle ist eine Rührwelle 9 axial verschiebbar gelagert. Die Rührwelle 9 trägt an ihrem oberen Ende ein Belastungsgewicht 10. Dieses Belastungsgewicht 10 weist einen Kupplungstift 11 auf, der in Betriebszustand des Gerätes in eine entsprechende Boh­ rung der Kupplungsscheibe 12 eingreift. Die Kupplungsscheibe 12 ist drehfest mit der Antriebswelle 8 verbunden. Die Rühr­ welle 9 weist an ihrem unteren Ende einen Mitnehmer 13 auf, in welchen ein Prüfkörper 14 drehfest einsetzbar ist.

Wie man nun aus der Zeichnung erkennen kann, weist der an den Mitnehmer 13 angrenzende untere Teil 9a der Rührwelle einen Durchmesser D2 auf der kleiner ist als der Durchmes­ ser D1 des oberen Teiles 9b. Der Durchmesser D1 ist nur um wenige Hundertstel Millimeter kleiner als der Innendurch­ messer D der hohlen Antriebswelle 8. In der Praxis muß das durch den Durchmesserunterschied zwischen den Durchmessern D und D1 bestimmte Spiel gerade so groß bemessen sein, daß sich der obere Teil 9b der Rührwelle 9 leicht in der An­ triebswelle 8 axial verschieben läßt, so daß das Gewicht des Belastungsgewichtes 10, der Rührwelle 9 und des Mit­ nehmers 13 verlustfrei auf den Prüfkörper 14 einwirken kann. Andererseits darf das Spiel zwischen dem oberen Teil 9b der Rührwelle 9 und der Antriebswelle 8 auch nicht zu groß sein, denn sonst könnte ihr freies unteres Ende mit dem Mitneh­ mer 13 seitlich ausschwingen, was zu einer Verfälschung der Versuchsergebnisse führt. Die Praxis hat gezeigt, daß das Spiel zwischen D und D1 nicht größer sein sollte als 0,03 mm, wenn der Nenndurchmesser D 16 mm beträgt.

Demgegenüber soll der Durchmesser D2 des unteren Teiles 9a der Rührwelle 9 deutlich kleiner sein als der Innendurch­ messer D der Antriebswelle. D2 muß um mehr als die doppelte Dicke des am unteren Teil 9a anhaftenden Suspensionsfilmes kleiner sein als der Innendurchmesser D. Ein Durchmesser­ unterschied von 0,5 mm ist gerade noch ausreichend. Günstiger ist ein Durchmesserunterschied von 1 bis 2 mm.

Die Länge L2 des unteren Teiles 9a setzt sich zusammen aus der Eintauchtiefe t des unteren Teiles in die Suspension und einem Sicherheitsbereich b. In dem Sicherheitsbereich b können sich auch noch Suspensionsspritzer absetzen, die während der raschen Drehung der Rührwelle entstehen können. Maximal kann sich der Sicherheitsbereich b bis zum unteren Ende 8a der Antriebswelle 8 erstrecken.

Damit nach Beendigung eines Versuches der Behälter 3 seit­ lich weggenommen werden kann, muß die Rührwelle 9 nach oben verschoben werden. Dies erfolgt dadurch, daß man das Belastungsgewicht 10 erfaßt und nach oben zieht. Der Ver­ schiebeweg V ist dabei durch den Mitnehmer 13 begrenzt, der am unteren Ende 8a der Antriebswelle 8 anschlägt, wie es aus Fig. 2 ersichtlich ist.

Die hohle Antriebswelle 8 muß eine Länge L aufweisen, die mindestens so lang ist wie der Verschiebeweg V der Rühr­ welle 9 zuzüglich dem doppelten Innendurchmesser D der An­ triebswelle. Außerdem sollte die Länge L1 des oberen Teiles 9b der Rührwelle 9 mindestens so groß sein, wie die Länge L der Antriebswelle. Auf diese Weise wird erreicht, daß wäh­ rend der Durchführung des Versuchs der obere Teil 9b der Rührwelle 9 auf seiner vollen Länge in der Antriebswelle 8 geführt ist. Wird die Rührwelle 9 nach oben gezogen, so ver­ bleibt gemäß Fig. 2 immer noch ein ausreichend langer Ab­ schnitt des oberen Teiles 9b in der Antriebswelle 8. Dieser in der Antriebswelle verbleibende Abschnitt ist länger als der doppelte Durchmesser D und gibt der Rührwelle 9 auch noch in hochgezogener Stellung eine ausreichende Führung, die verhindert, daß der untere Teil 9a seitlich ausweichen und mit der Innenwand der Antriebswelle 8 in Berührung kommen kann. Wird die Rührwelle 9 nach Beendigung eines Ver­ suches nach oben gezogen, dann ist es nicht mehr erforder­ lich sie vorher von anhaftender Suspension zu befreien. Ein Teil der Suspension haftet als dünner Film an dem unteren Teil 9a. Dieser Suspensionsfilm kann jedoch mit der Innen­ wand der Antriebswelle 8 nicht in Berührung kommen, da der Durchmesser D2 des unteren Teiles 9a um mehr als die doppelte Dicke des Suspensionsfilmes kleiner ist als der Innendurch­ messer D. Eine seitliche Verlagerung des unteren Teiles 9a wird durch die Führung eines ausreichend langen Abschnittes des oberen Teiles 9b im oberen Bereich der Antriebswelle 8 vermieden.

Claims (3)

1. Abrasionsprüfgerät zur Ermittlung der Abrasion an Sieben, Saugerbelägen und dgl. in der Zellstoff- und Papierin­ dustrie, mit einer vertikalen elektromotorisch antreib­ baren, hohlen Antriebswelle, mit einer in der Antriebs­ welle mit geringem Spiel axial verschiebbaren und mit ihr kuppelbaren Rührwelle, die an ihrem oberen Ende ein Belastungsgewicht trägt und an ihrem unteren Ende einen Mitnehmer für einen Prüfkörper aufweist, und mit einem im wesentlichen zylindrischen Behälter zur Aufnahme einer Füllstoffsuspension und eines Prüflings, wobei die Rühr­ welle mindestens um die Behälterhöhe gegenüber der An­ triebswelle verschiebbar ist und dabei ihr Verschiebeweg nach oben durch Anschlag des Mitnehmers am unteren Ende der Antriebswelle begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der an dem Mitnehmer (13) angrenzende untere Teil (9a) der Rührwelle (9), soweit er während der Prüfung mit Suspension (4) benetzbar ist, im Durchmesser (D2) um mindestens 0,5 mm kleiner ist als der Innendurch­ messer (D) der Antriebswelle (8), daß die hohle Antriebs­ welle (8) mindestens so lang ist wie der Verschiebeweg (V) der Rührwelle (9) zuzüglich dem doppelten Innendurchmes­ ser (D) der Antriebswelle (8), und daß der obere Teil (9b) der Rührwelle (9), der mit dem geringen Spiel in der Antriebswelle (8) verschiebbar ist, mindestens so lang ist, wie die Antriebswelle (8).

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge (L2) des unteren Teiles (9a) der Rührwelle (9) dem Verschiebeweg (V) entspricht.

3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Spiel zwischen dem oberen Teil (9b) der Rührwelle (9) und dem Innendurchmesser (D) der Antriebswelle (8) wenige Hundertstel Millimeter bis maximal 0,03 mm beträgt.