DE4318234A1 - Schüttelbock - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schüttelbock mit einer Betäti­ gungsvorrichtung zum Versetzen einer rotierenden Masse in eine überwiegend eindimensionale, hin- und hergehende Zwangs­ bewegung von wählbarer Länge in horizontaler Richtung, ins­ besondere zum Schütteln von schweren, zur Führung eines Siebes dienenden Walzen einer Papiermaschine.

Ein Schüttelbock dieser Art ist aus der DE-PS 37 27 742 be­ kannt. Ein derartiger Schüttelbock wird z. B. zum Schütteln von schweren Walzen einer Papiermaschine benutzt, um durch das Schütteln die Entwässerung und die Qualität der entste­ henden Papierbahn zu erhöhen. Die Schüttelbewegung wird da­ bei in horizontaler Richtung ausgeübt, wobei wegen der unver­ änderlichen Länge des Papiermaschinen-Siebes eine eindimen­ sionale Bewegung quer zur Laufrichtung mit zwei Umkehrpunk­ ten erzeugt wird. Das Schütteln der großen Masse der Walzen in ihrer axialen, d. h. horizontalen Richtung, verursacht bei dem ständigen hin- und hergehenden Beschleunigen und Bremsen der Masse entsprechend große Erschütterungen, die über die Konstruktion der Maschine von der Unterlage der Maschine auf­ genommen werden müssen. Dies beeinträchtigt und belastet das ganze Gebäude, in dem die Maschine aufgestellt ist.

Nachteilig bei den bekannten Vorrichtungen ist, daß die an­ triebsseitig vorliegende Rotationsbewegung mit Hilfe aufwen­ diger und damit auch verschließanfälliger, im Regelfall Kur­ belstangen erfordernder Einrichtungen in eine Translations­ bewegung umgewandelt werden muß, was auch wesentlich zu ei­ nem Auftreten der unerwünschten Schwingungen und Vibrationen beiträgt.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schüttelbock der ein­ gangs angegebenen Art in seinem konstruktiven Aufbau wesent­ lich zu vereinfachen, ohne dessen Leistungsfähigkeit zu be­ einträchtigen, und gleichzeitig zu erreichen, daß störende Vibrationen zumindest ganz wesentlich reduziert werden.

Gelöst wird diese Aufgabe nach der Erfindung im wesentlichen dadurch, daß die Betätigungsvorrichtung aus einer Aktionsein­ heit mit zumindest einem Elektromagneten und einer Reak­ tionseinheit mit wenigstens einem im Magnetfeld des Elektro­ magneten angeordneten Magneten, insbesondere wenigstens einem ringförmigen Permanentmagneten besteht, daß sowohl die Aktionseinheit als auch die Reaktionseinheit horizontal be­ weglich gelagert und die Aktionseinheit oder die Reaktions­ einheit mit der rotierenden Masse kraftschlüssig kuppelbar ist, und daß die Reaktionseinheit in Abhängigkeit von dem Polaritätswechsel des der Erregerwicklung des Elektromagne­ ten der Aktionseinheit zugeführten Stromes hin- und herbeweg­ bar ist.

Durch diese Ausgestaltung des Schüttelbocks entfallen aufwen­ dige Einrichtungen zur Umwandlung einer Rotationsbewegung in eine Linearbewegung, und aufgrund der unmittelbaren Erzeu­ gung von Linear- bzw. Translationsbewegungen läßt sich auch auf einfache Weise ein Massenausgleich erzeugen. Von wesent­ licher Bedeutung ist jedoch, daß es durch diese Ausgestal­ tung des Schüttelbockes gelingt, die auf das Fundament bzw. das Gehäuse wirkenden Kräfte zu minimieren.

Der erfindungsgemäße Schüttelbock kann sowohl als separate, mit der rotierenden Masse kuppelbare Einheit als auch als in die rotierende Masse integrierte Einheit ausgebildet sein.

Im Falle der Integration der Einheit in eine zur Führung eines Siebes dienende Walze einer Papiermaschine wird nicht nur eine besonders kompakte Gesamtanordnung erhalten, son­ dern auch erreicht, daß nur noch der Walzenmantel der betref­ fenden Walze in Bewegung versetzt werden muß, was sich so­ wohl hinsichtlich der benötigten Antriebsenergien als auch der auf das Fundament bzw. Gebäude einwirkenden Vibrationen vorteilhaft auswirkt.

Bevorzugt ist der Elektromagnet ringförmig ausgebildet, und die Reaktionseinheit ist zweckmäßigerweise relativ zum Elektromagneten drehbar gelagert.

Der Aktionseinheit sind vorzugsweise beidendig justierend wirkende Rückstellfederorgane zugeordnet, die einem Auswan­ dern der Aktionseinheit entgegenwirken.

Insbesondere dann, wenn ein Abwandern einer großen Masse ver­ hindert werden muß, wie dies beispielsweise bei einer Brust­ walze der Fall ist, wird vorzugsweise eine insbesondere be­ rührungsfrei arbeitende Meßvorrichtung für den Abstand zwi­ schen der rotierenden Masse und einem seitlichen raumfesten Ort vorgesehen, deren Meßsignal auf Mittel einwirken kann, die den Winkel, den die Aktionseinheit relativ zur Waagerech­ ten einnimmt, so verändern, daß der Mittelwert des Abstandes zeitlich betrachtet im wesentlichen gleich bleibt.

Der zeitliche Mittelwert der erhaltenden Meßwerte zeigt an, daß ein Abwandern des Walzenmantels in eine bestimmte Rich­ tung erfolgt, worauf dann der Winkel, den die Aktionseinheit relativ zur Waagerechten einnimmt, geringfügig so verändert werden kann, daß eine durch das Gewicht erzeugte Querkompo­ nente entsteht, die dafür sorgt, daß der Walzenmantel wieder zurückwandert.

Die Vorteile dieser Ausführungsvariante bestehen in der Exaktheit der Einstellung, der Schonung des Papiermaschinen­ siebes sowie in der Vermeidung der Übertragung zusätzlicher Vibrationen auf das Gebäudefundament. Da die erforderlichen Winkeländerungen sehr gering sind, kann die Realisierung mit einem geringen mechanischen Aufwand erfolgen. Beispielsweise kann ein elastisch verformbarer Lagerbock vorgesehen sein, an dem ein Hydraulikzylinder angreift.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Merkmale der Er­ findung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispie­ len unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine erste Ausführungsform der Erfindung, bei der der Schüttelbock in eine Brustwalze einer Papiermaschine integriert ist, und

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform, bei der der Schüttelbock als separate, mit der rotierenden und zu schüttelnden Masse kuppelbare Einheit ausge­ bildet ist.

Fig. 1 zeigt eine mit dem allgemeinen Bezugszeichen 1 ge­ kennzeichnete Aktionseinheit und eine mit dem allgemeinen Bezugszeichen 2 gekennzeichnete Reaktionseinheit, wobei die Aktionseinheit von einem Joch 5 einer Brustwalze mit daran angebrachtem Elektromagneten 3 und die Reaktionseinheit von dem Walzenmantel 9 der Brustwalze gebildet ist, die innensei­ tig zwei beabstandete, beiderseits des Elektromagneten 3 ge­ legene Permanentmagnete 4 in Ringform trägt.

Das Joch 5, an dem der Elektromagnet 3 oder eventuell mehre­ re Elektromagneten fest angebracht ist bzw. sind, ist in Lagern 6 so gelagert, daß eine horizontale Schwingung mög­ lich ist.

Der rotierende Walzenmantel 9, an dem die Ringmagneten 4 befestigt sind, ist derart gelagert, daß neben der Drehbe­ wegung dieses Mantels 9 auch eine horizontale Schwingung möglich ist, wobei dieses Lager in der schematischen Zeichnung nicht dargestellt ist.

Die Energiezuführung zum Elektromagneten 3 kann über eine ebenfalls nicht dargestellte Zweidrahtleitung erfolgen, die über das Joch 5 nach außen geführt ist.

An beiden Enden des Jochs 5 können ggf. Ausgleichsmassen 7 angebracht sein.

Während des Betriebs wird im Regelfall ein seitliches Abwan­ dern der schwingenden Massen durch die Wirkung des die Brust­ walze umschlingenden Siebes verhindert. Falls diese sich zwangsläufig ergebende Wirkung des Siebes nicht ausreichend ist, können Justierfedern 8 vorgesehen sein, die beispiels­ weise als Blattfedern ausgebildet sind und an den Enden des Jochs 5 bzw. dort vorgesehenen Ausgleichsmassen 7 angreifen und die Anordnung in Position halten.

Wird der integrierte Schüttelbock nach Fig. 1 in Betrieb ge­ setzt, so stellen der Walzenmantel 9 und das Joch 5 mit ih­ ren jeweiligen Gesamtmassen ein in sich geschlossenes Schwin­ gungssystem dar. Gedämpft werden die durch das Zusammenwir­ ken des periodisch erregten Elektromagneten 3 mit den Perma­ nentmagneten 4 erzeugten Schwingungen durch das den Mantel 9 umschlingende Sieb, die nicht dargestellte Lagerung zwischen Mantel 9 und Joch 5 sowie die in den Lagern 6 auftretende Reibung und ggf. durch die erforderlichen Justierfedern 8.

Die Justierung zwischen dem Walzenmantel 1 und dem Joch 5 erfolgt auch im ausgeschalteten Zustand der Aktionseinheit, d. h. bei nicht erregtem Elektromagneten 3 durch die beiden Ringmagnete 4, die sich gleichpolig gegenüberstehen müssen, und dem magnetisierten Polkern des Elektromagneten 3 auf dem Joch 5.

Mit polwechselnder Erregung des Elektromagneten 3 wird das Gesamtsystem in den jeweils gewünschten Schwingungszustand versetzt, wobei Amplitude und Frequenz der sich einstellen­ den Schwingungen elektrisch einstellbar bzw. vorgebbar sind.

Die in Fig. 2 gezeigte Ausführungsform eines eine separate Einheit darstellenden Schüttelbocks unterscheidet sich hinsichtlich der Funktion praktisch nicht von der bereits be­ schriebenen integrierten Ausführungsform nach Fig. 1, aber bei diesem Ausführungsbeispiel sind die ringförmigen Perma­ nentmagneten 4 gegenseitig beabstandet auf dem wiederum dreh­ bar und axial verschieblich gelagerten Joch 5 angeordnet, so daß das Joch 5 zusammen mit den Permanentmagneten 4 die Reaktionseinheit 2 bildet.

Als Aktionseinheit wirkt ein zylindrisches Trägerorgan 11 für den Elektromagneten 3, der innenliegend starr mit dem Trägerorgan 11 verbunden und zwischen den Permanentmagneten 4 der Reaktionseinheit 2 gelegen ist.

Eventuell erforderliche Ausgleichsgewichte 7 sind in diesem Falle an beiden Enden des zylindrischen Trägerorgans 11 vor­ gesehen, und mit diesem Trägerorgan 11 können erforderlichen­ falls auch beidendig angreifende Justierfedern 8 zusammen­ wirken.

Das zylindrische Trägerorgan ist analog dem Walzenmantel der Ausführungsform nach Fig. 1 axial verschieblich gelagert, wobei diese Lagerung nicht dargestellt ist, aber entspre­ chend der Ausführungsform nach Fig. 1 dazu führt, daß im Betrieb ein in sich geschlossenes Schwingungssystem erhalten wird. Die in Schwingung zu versetzende Masse 10 ist mit diesem eine separate Einheit darstellenden Schüttelbock über das Joch 5 gekoppelt, und bei dieser Masse 10 kann es sich um eine herkömmliche Brustwalze einer Papiermaschine handeln.

Auch für diese Ausführungsvariante gilt, daß ausschließlich Translationsbewegungen erzeugt werden und demgemäß keinerlei Umwandlung einer Rotationsbewegung in eine Translations­ bewegung erforderlich ist, so daß auch die auftretenden, sich auf Fundament bzw. Gebäude negativ auswirkenden Vibra­ tionen und Schwingungen weitestgehend vermieden sind.

Bezugszeichenliste

1 Aktionseinheit
2 Reaktionseinheit
3 Elektromagnet
4 Permanentmagnet
5 Joch
6 Lager
7 Ausgleichsgewicht
8 Justierfeder
9 Brustwalzenmantel
10 Brustwalze
11 Trägerorgan für Elektromagnet.

Claims (11)

1. Schüttelbock mit einer Betätigungsvorrichtung zum Ver­ setzen einer rotierenden Masse in eine überwiegend ein­ dimensionale, hin- und hergehende Zwangsbewegung von wählbarer Länge in horizontaler Richtung, insbesondere zum Schütteln von schweren, zur Führung eines Siebes dienenden Walzen einer Papiermaschine, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsvorrichtung aus einer Aktionseinheit (1) mit zumindest einem Elektromagneten (3) und einer Reaktionseinheit (2) mit wenigstens einem im Magnetfeld des Elektromagneten (3) angeordneten weiteren Magneten, insbesondere wenigstens einem ringförmigen Permanent­ magneten (4) besteht, daß sowohl die Aktionseinheit (1) als auch die Reaktionseinheit (2) horizontal beweglich gelagert und die Aktionseinheit (1) oder die Reaktions­ einheit (2) mit der rotierenden Masse (9, 10) kraft­ schlüssig kuppelbar ist, und daß die Reaktionseinheit (2) in Abhängigkeit von dem Polaritätswechsel des der Erregerwicklung des Elektromagneten (3) der Aktionsein­ heit (1) zugeführten Stromes hin- und herbewegbar ist.

2. Schüttelbock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet (3) ringförmig ausgebildet ist.

3. Schüttelbock nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionseinheit (2) relativ zum Elektromagneten (3) drehbar gelagert ist.

4. Schüttelbock nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionseinheit (2) zumindest ein Paar gegensei­ tig beabstandeter, auf einem dreh- und verschiebbar gela­ gerten Joch (5) angebrachter Ringmagneten (4) aufweist, zwischen denen der ringförmige Elektromagnet (3) der Aktionseinheit (1) gelegen ist.

5. Schüttelbock nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktionseinheit (1) beidendig mit Ausgleichsge­ wichten (7) versehen ist.

6. Schüttelbock nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Aktionseinheit (1) beidendig justierend wir­ kende Rückstellfederorgane (8) angreifen.

7. Schüttelbock nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine insbesondere berührungsfrei arbeitende Meßvor­ richtung für den Abstand zwischen der rotierenden Masse und einem seitlichen, raumfesten Ort vorgesehen ist, de­ ren Meßsignal auf Mittel einwirken kann, die den Winkel, den die Aktionseinheit (1) relativ zur Waagrechten ein­ nimmt, so verändern, daß der Mittelwert des Abstandes zeitlich betrachtet im wesentlichen gleich bleibt.

8. Schüttelbock nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionseinheit (2) radial innerhalb der Ak­ tionseinheit (1) angeordnet und mit der rotierenden Masse (10) gekuppelt ist.

9. Schüttelbock nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zu betätigende rotierende Masse aus dem Mantel (9) einer von einem Papiermaschinensieb teilweise um­ spannten Walze besteht und daß dieser Walzenmantel (9) innenseitig mit insbesondere ringförmigen Permanentmagne­ ten (4) versehen ist und die Reaktionseinheit (2) bil­ det, während die Aktionseinheit (1) von dem mit einem insbesondere ringförmigen Elektromagneten (3) versehenen Walzenjoch (5) gebildet ist, das sowohl axial beweglich gelagert als auch relativ zum Walzenmantel (9) axial beweglich ist.

10. Schüttelbock nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Enden des Walzenjochs (5) Ausgleichsge­ wichte (7) befestigt sind.

11. Schüttelbock nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausgleichsgewichten (7) vorzugsweise als Blattfedern ausgebildete Justierfedern (8) angreifen.