DE4417194A1

DE4417194A1 - Auswuchten eines rotierenden Hohlkörpers

Info

Publication number: DE4417194A1
Application number: DE19944417194
Authority: DE
Inventors: Detlef Schmidt
Original assignee: DOERRIES GmbH
Current assignee: Voith Sulzer Papiermaschinen GmbH
Priority date: 1994-05-17
Filing date: 1994-05-17
Publication date: 1995-11-23

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum dynamischen Auswuchten eines um eine Achse rotierenden Hohlkörpers, insbesondere einer Walze oder eines Zylinders, insbesondere aus dem Bereich des Papiermaschinenbaus. Weiterhin betrifft die Erfindung das fließfähige Medium, welches zum Auswuchten benutzt wird.

Auf die DE 36 06 618 A1 wird verwiesen.

Aus der obengenannten Schrift ist bekannt, einen Rotor mit Hilfe einer Vorrichtung auszuwuchten, indem Auswuchtflüssigkeit in Abhängigkeit von der gemessenen Unwucht des Rotors in unterschiedliche angeordnete Kammern eingeleitet bzw. abgezogen wird. Derartige Auswuchtvorrichtungen zum Auswuchten mit Flüssigkeiten sind sehr aufwendig und erfordern eine stetige Messung der Unwucht, um dann über entsprechende Berechnungen die jeweils richtigen Kammern durch Flüssigkeit zu beschicken und damit einen Unwuchtausgleich in ein oder zwei Ebenen zu erreichen.

Nachteil dieses Standes der Technik ist, daß ein relativ hoher technischer Aufwand notwendig ist, um den Rotor jeweils in einem ausgewuchteten Zustand zu halten. Andererseits ist es in der Regel bei vielen größeren Rotoren nicht notwendig, während des Betriebes den Wuchtzustand zu ändern, da sich nach der Herstellung des Rotors keine großen Unterschiede bezüglich der Massenverteilung ergeben.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Auswuchtverfahren mit dem entsprechenden zugehörigen Auswuchtmedium darzustellen, welches möglichst einfach und ohne aufwendige Geräte durchzuführen ist, und andererseits den gewuchteten Zustand des Hohlkörpers auch ohne ständig vorhandene Wuchtsysteme beibehält.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des ersten Verfahrensanspruches und durch den Stoffanspruch erfüllt.

Der Erfinder hat folgendes erkannt:

Die sich bei rotierenden Hohlkörpern wie z. B. Walzen, Zylindern oder Tamboure ergebenden Unwuchtprobleme haben ihre Ursache in der Regel in der ungenauen Herstellung. Genauer gesagt darin, daß Rohlinge im Herstellungsverfahren, also beim Gießen oder Ziehen eines Rohre s ungleichmäßige Wanddicken oder Innenkonturen erhalten. Auch bei den nachgeschalteten Bearbeitungsprozessen entstehen z. B. durch ungenaues Einspannen auf einer Drehbank Exzentrizitäten, die später zu ungleichen Massenverteilungen und damit zu Unwuchten führen.

Die derzeitige Lösung dieses Problems besteht in einem relativ aufwendigen Auswuchtverfahren, bei dem in der Regel in zwei oder mehr Ebenen ausgewuchtet wird. Diese Auswuchtverfahren bedingen ein aufwendiges Anbringen von Meßsystemen und eine mit der Anzahl der Wuchtebenen ansteigende Zahl von Kalibrierläufen mit Testgewichten und eine größere Anzahl von nachgeschalteten Wuchtläufen mit Ausgleichsgewichten. Außerdem ist ein Wuchten in nur zwei Ebenen bei langestreckten Walzen nicht ausreichend, da sich in der Walze trotz vollständigen Wuchtens in den zwei Ebenen innere Biegemomente einstellen. Wird das Auswuchten in mehr als zwei Ebenen vorgenommen, so ergeben sich zusätzlich Probleme beim Anbringen der Ausgleichsgewichte, insbesondere wenn es sich bei dem zu wuchtenden Körper um eine Walze einer Papiermaschine handelt, bei der die Ausgleichsgewichte nicht auf der Außenfläche sondern nur an der Innenseite angebracht werden können.

Dem Erfindungsgedanken folgend wird nun die nicht rotationssymmetrisch verlaufende Innenkontur durch das Aufbringen einer Ausgleichsmasse auf der Innenwandung des Hohlkörpers ausgeglichen, wobei das spezifische Gewicht der Ausgleichsmasse möglichst nahe am spezifischen Gewicht des Materials des Hohlkörpers liegen muß. D.h. erfindungsgemäß wird dafür gesorgt, daß die Innenkontur durch die Ausgleichsmasse die gewünschte rotationssymmetrische Form annimmt und somit alle Unebenheiten und Unsymmetrien des ursprünglichen Hohlkörpers ausgleicht. Da die Ausgleichsmasse das annähernd gleiche spezifische Gewicht wie das Material des Hohlkörpers selbst besitzt, wird dadurch naturgemäß auch eine gleiche Massenverteilung erreicht, was zu einem Ausgleich der vorher bestehenden Unwucht führt.

Die richtige Verteilung der Ausgleichsmasse wird dadurch herbeigeführt, daß die Ausgleichsmasse zunächst in fließfähiger Form vorliegt und auch so in den Hohlkörper eingebracht wird. Eine darauf oder schon während des Einbringens erfolgte Rotation des Hohlkörpers erzeugt eine auf die Ausgleichsmasse wirkende nach allen Seiten gleich wirkende Zentrifugalbeschleunigung, durch die gleichmäßige Anpressung der Masse an die Innenwand des Hohlkörpers eine Verteilung der Masse derart erfolgt, daß sie alle Unebenheiten bzw. Unsymmetrien des Hohlkörpers ausfüllt und radial nach innen eine ideale, bezüglich der Drehachse konzentrische, Zylinderwandung ausbildet.

Die Rotationsgeschwindigkeit sollte sich in einem Bereich bewegen, der den Einfluß der Schwerkraft oder anderer eventuell die Gleichverteilung störende Kräfte auf die Zentrifugalbeschleunigung der Ausgleichsmasse vernachlässigen läßt. Außerdem sollte die Rotationsachse des Hohlkörpers während des Wuchtvorganges horizontal liegen, um einen ungünstigen Einfluß der Schwerkraft möglichst klein zu halten.

Es liegt in der Natur dieses Wuchtvorganges, daß für einen Auswuchtvorgang die Menge der einzusetzenden Wuchtmasse so auf die Innenkontur des Hohlkörpers abgestimmt werden sollte, daß nach der Verteilung der Wuchtmasse möglichst die gesamte Innenwandung nur noch aus Ausgleichsmasse besteht, d. h. alle Unebenheiten der Innenkontur sollten unter der Oberfläche der Ausgleichsmasse "untergehen".

Erfindungsgemäß besteht die Ausgleichsmasse aus einem zunächst fließfähigem Medium, welches nach einer vorbestimmten Zeit - also solange der Hohlkörper noch rotiert - zu erstarren beginnt und aushärtet. Auf diese Weise wird die Ausgleichsmasse fixiert, und die Auswuchtung des Hohlkörpers ist beendet.

Da die in der Regel auszuwuchtenden Walzen aus Stein oder Metall bestehen, ist es für eine vollständige Auswuchtung zweckmäßig, eine Ausgleichsmasse mit einem spezifischen Gewicht zwischen 6 und 8 g/cm³ einzusetzen. Hierfür eignen sich besonders Mischungen aus einem Trägermaterial, welches evtl. aus zwei Komponenten besteht, wobei die zweite, die Aushärtung bewirkende, Komponente erst kurz vor dem Auswuchtvorgang oder nach bereits erfolgter Verteilung der ersten Komponente zugegeben wird, und einem feinen Granulat aus einem Material mit hohem spezifischem Gewicht wie z. B. einem Metall oder Stein.

Ein besonderer Vorteil der dargelegten Erfindung besteht darin, daß das beschriebene Verfahren eine Auswuchtung in unendlich vielen Ebenen vornimmt, ohne jeglichen Rechenaufwand zu tätigen. Hierdurch werden naturgemäß auch jegliche inneren Biegemomente im gewuchteten Hohlkörper vermieden bzw. ausgeglichen.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß das Auswuchten auch im eingebauten Zustand, ohne besondere Vorkehrungen und ohne hohen technischen Aufwand vorgenommen werden kann.

Die Erfindung ist an Hand einer Auswuchtung einer Hohlwalze in den Figuren näher erläutert. Darin ist im übrigen folgendes dargestellt:

Fig. 1 Hohlwalze im Längsschnitt nach Auswuchtung.

Fig. 2 Hohlwalze im Querschnitt nach Auswuchtung.

Die Fig. 1 und 2 zeigen jeweils zwei unterschiedliche Walzen mit einem Walzenmantel M, der in der Fig. 1 dadurch zu einer Unwucht führt, daß die Bearbeitung des Walzenmantels nicht zentrisch durchgeführt wurde, und auf diese Art und Weise eine ungleiche Massenverteilung im Walzenmantel M entstanden ist. Dies ist dargestellt durch die beiden unterschiedlichen Innenradien R₁ und R′₁. Bei der zweiten Walze, die in Fig. 2 dargestellt ist, liegt die Ursache der Unwucht im wesentlichen in der zerklüfteten Innenkontur der Walze, wodurch ebenfalls eine ungleichmäßige, also nicht rotationssymmetrische, Massenverteilung des Mantels M gegeben ist. In beiden Fällen wurde in den Innenraum der Walze ein Wuchtmedium eingefüllt und durch Rotation gleichmäßig verteilt, so daß die sich durch das Ausgleichsmedium ergebene Innenkontur einen glatten Hohlzylinder mit konstantem Abstand der Oberfläche R₂ von der Rotationsachse A ergibt. Da die Ausgleichsmasse im Idealfall das gleiche spezifische Gewicht wie das Material des Mantels besitzt, bedeutet dies, daß eine ideale Auswuchtung stattgefunden hat.

Claims

1. Verfahren zum dynamischen Auswuchten bzw. zur Reduktion der Unwucht eines um eine Achse rotierenden Hohlkörpers, insbesondere einer Walze oder eines Zylinders, insbesondere aus dem Bereich des Papiermaschinenbaus, dessen Unwucht im wesentlichen durch eine um die Rotationsachse unsymmetrische oder auch sonst ungleiche Innenkontur bedingt ist, dadurch gekennzeichnet, daß

1.1 in den Hohlraum des Hohlkörpers ein fließfähiges Ausgleichsmedium eingebracht wird; und
1.2 der Hohlkörper in Rotation versetzt wird, so daß sich das fließfähige Ausgleichsmedium durch die Fliehkraft im Innenraum des Hohlkörpers so verteilt, daß sich eine rotationssymmetrische Innenkontur ausbildet.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

2.1 ein zunächst fließfähiges und später erstarrendes Ausgleichsmedium verwendet wird; und
2.2 die Rotation des Hohlkörpers solange aufrechterhalten bleibt, bis das Ausgleichsmedium erstarrt ist.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgleichsmedium in den bereits rotierenden Hohlkörper eingebracht wird.

4. Ausgleichsmedium zum Auswuchten rotierender Hohlkörper, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem Gemisch von:

4.1 einem zunächst fließfähigen und später aushärtenden Material, wie z. B. Zweikomponenten-Kunstharz oder Flüssigmetall oder ähnlichem, und
4.2 Füllstoff mit geringer Körnung und hohem spezifischem Gewicht besteht.