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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bewegen einer Walze einer
Papiermaschine gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Die
im Oberbegriff beschriebene Vorrichtung wird in einer Papiermaschine
besonders für
die Oszillation der sog. Brustwalze eingesetzt. Mit anderen Worten
die zum Tragen des Siebes vorgesehene Brustwalze wird in ihrer Achsialrichtung
bewegt. In Langsiebmaschinen wird Fasersuspension auf dem Sieb gerade
an der Stelle, wo sich die Brustwalze befindet, zugeführt, wobei
durch Bewegen der Brustwalze auch das Sieb in Querrichtung der Papiermaschine
in Bewegung gesetzt werden kann. Dann breitet sich die Fasersuspension
gleichmässig
auf das Sieb auf.
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Wegen
der Größe der zu
bewegenden Masse und der zu benutzenden Frequenz sind einfache Stellantriebe,
wie zum Beispiel Hydraulikzylinder ungeeignet für diesen Zweck. Einerseits
würde der
Einsatz von Hydraulikzylindern große Kräfte in den Fundamenten der
Papiermaschine hervorrufen. So wird in den heutigen Anlagen ein
sogenanntes Zentralprinzip der Schwerkraft verwendet, welche mit
Hilfe von zwei zum Drehen ausgerichteten Massenpaaren verwirklicht
werden. Beide Massenpaare bestehen aus zwei exzentrischen Massen,
welche miteinander sychnorisiert wurden. Die Drehachsen der Massenpaare
sind vertikal in Bezug auf die Drehachse der Brustwalze und die
Massenpaare sind in einem besonderen Schlitten gelagert. Die Arbeitsbewegung der
Vorrichtung wird hergestellt, indem den sich drehenden Massenpaaren
eine passende Phasendifferenz angeordnet wird. Zusätzlich kann
die Länge
der Arbeitsbewegung durch Ändern
der in Frage kommenden Phasendifferenz eingestellt werden. Die sich in
vollkommen gegensätzlichen
Phasen befindenden Massenpaare heben die Wirkung von einander auf, wobei
der Schlitten unbeweglich ist.
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In
der Vorrichtung gemäß der
WO-Publikation 98/35094 werden
die Massenpaare mit zwei Elektromotoren gedreht, wenn diese getrennt
eingestellt werden, wird die gewünschte
Phasendifferenz hergestellt. Unter diesen Umständen kann die Länge der Arbeitsbewegung
eingestellt werden. In der Praxis braucht man für die Einstellung zwei Frequenzumrichter
sowie eine effektive Einstellungssoftware mit ihren Peripheriegeräten. Zusätzlich zur
Sicherung des ausreichenden Spielraumes für die Regelung müssen spezielle
Hochleistungselektromotoren eingesetzt werden. Dann wird die Vorrichtung
kompliziert und und teuer besonders in Bezug auf Automation und
Elektromotoren. zusätzlich
werden die Massenpaare normalerweise in einem überkritischen Frequenzbereich
eingesetzt, wenn in diesen übergegangen
wird, wird die Hublänge
der Vorrichtung momentan vervielfacht. In der Praxis werden die
Massenpaare auch zuerst in entgegengesetzten Phasen in die Betriebsgeschwindigkeit
beschleunigt, wonach durch Einstellen der Phasendifferenz die Hublänge von
Null bis zur gewünschten
Hublänge
verlängert wird.
Falls die Elektromotoren oder deren Steuerung beschädigt werden
oder der Strom überraschend ganz
ausfällt,
werden die Drehgeschwindigkeiten der Massenpaare unbeherrschbar
langsamer. Dann beim Rückkehren
zum kritischen Geschwindigkeitsbereich steigt die Hublänge der
Vorrichtung plötzlich zu
ihrem Höhepunkt
und zerbricht die Vorrichtung und sogar andere Aufbauten der Papiermaschine.
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Im
GB-Patent Nr. 836957 wird
eine Vorrichtung beschrieben, womit vielleicht prinzipiell eine ausreichende
Oszillation zum Bewegen der Brustwalze hergestellt werden könnte. Man
hat zwar vorgeschlagen, dass die Vorrichtung zum Beispiel zum Bewegen
eines Siebes eingesetzt wird. Zusätzlich weicht der Aufbau und
besonders das Funktionsprinzip der sich drehenden Massen deutlich
vom vorher Beschriebenen ab. In dem betreffenden Patent sind die
entsprechenden Massen der angrenzenden Massenpaare miteinander sychronisiert
worden und nur die gegenseitige Position der beiden Massenpaare wird
durch eine komplizierte Zahnradüberssetzung geändert. Mit
anderen Worten anstelle der Änderung der
Phasendifferenz der Massenpaare wird die gegenseitige Position der
Massen in Bezug auf die Drehachse geändert. Zusätzlich befindet sich auf der sog.
Mittelachse eine Rohrachse, in welcher die Zahnradübersetzung
angepasst ist. Die betreffende Übersetzung
in Bezug auf die Mittelachse kann durch Wenden der gegenseitigen
Position der Massen geändert
werden jedoch ohne die gegenseitige Phasendifferenz der Massenpaare
zu ändern.
Wegen der Synchronisierung drehen sich die Massen immer in der gleichen
Phase. Die dargestellte Vorrichtung ist kompliziert und wegen der
hervorzurufenden Kräfte zu
klein für
das Bewegen der Brustwalze. Zusätzlich ist
das Anwenden der Kraftübertragung
der Vorrichtung auf die heute eingesetzten Massenpaare unmöglich. Die
Zahnradsetzung ist auch vom Standpunkt der Einstellung langsam und
in der Praxis unanwendbar unter anderem wegen der Irreversibilität der Einstellung.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine neuartige Vorrichtung
zum Bewegen einer Walze einer Papiermaschine auszubilden, welche
einfacherer, funktionssicherer und billiger als die frühere ist
und womit die Nachteile des Standes der Technik vermieden werden.
Die kennzeichnenden Merkmale kommen in den beigelegten Patentansprüchen zum Ausdruck.
In einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist
besonders die Kraftübertragung
und deren Steuerung in einer neuen und überraschenden Weise ausgeführt worden.
Die Massenpaare können
mit einem Motor gedreht werden durch Einsatz von einer besonderen
Kraftübertragung,
dank deren kann die Einstellung der Phasendifferenz hauptsächlich mechanisch
ausgeführt
werden. Eine einfache und kleine Kraftübertragung kann sogar mit den
schon vorhandenen Vorrichtungen verbunden werden ohne die Massenpaare
oder den Schlitten zu ändern.
Weiter kann die Steuerung des Motors und der Kraftübertragung
gesondert ausgeführt
werden. Dann kann zum Beispiel die mit Hilfe der Vorrichtung hergestellte Hublänge unabhängig vom
Motor eingestellt werden. Zusätzlich
die zur Steuerung erforderlichen Einrichtungen sind einfach, aber
trotzdem ist die Einstellung genau. Im Ganzen ist die erfin dungsgemäße Vorrichtung
wesentlich günstiger
als die bekannte Vorrichtung. Zusätzlich dazu bleibt die Vorrichtung
sicher unter Kontrolle auch in einem Störungsfall, was die Gefahr des
Zerbrechens aufhebt oder mindestens sie wesentlich verringert. Die
Vorrichtung ist auch kleiner als die vorige und leichter zu montieren
als die frühere
Vorrichtung.
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Im
Folgenden wird die Erfindung detailliert beschrieben indem auf die
beiliegenden Zeichnungen, welche einige Ausführungsformen der Erfindung beschreibe,
hingewiesen werden. Darin zeigen:
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1 eine
prinzipielle Zeichnung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im Querschnitt,
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2 axonometrisch
die Kraftübertragung einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung,
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3 die
Kraftübertragung
der 2 im Längsschnitt,
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4a eine
erfindungsgemäße Hilfsachse und
ein ihr entsprechendes Regelorgan im Querschnitt,
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4b eine
erfindungsgemäße Hilfsachse und
eine Variation vom ihr entsprechenden Regelorgan im Querschnitt,
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5 die
zweite Ausführungsform
der Kraftübertragung
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im
Längsschnitt,
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6a die
Kraftübertragung
der 5 getrennt von der Vorrichtung,
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6b eine
der Kraftübertragung
der 5 zugeordneten Betriebseinrichtung getrennt.
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In
der 1 wird eine Brustwalze 10 einer Papiermaschine
gezeigt und eine damit verbundene erfindungsgemäße Vorrichtung im Querschnitt.
Die Brustwalze, einfacher die Walze 10 ist aus ihren beiden
Enden mit Lagern gelagert, welche die Achsialbewegung der Walze 10 zulassen.
Eine normalerweise verwendete Achsialbewegung beträgt zirka
10–30 mm.
Die Walze 10 ist zusätzlich
mit ihrer Achse 11 über
die Bedienungsstange 12 mit dem der Vorrichtung zugeordneten
Schlitten 13 verbunden. Die Bedienungsstange 12 weist
auch ein Drucklager 14 zur Zulassung der Drehung der Walze 10 auf.
Anders gesagt ist die Bedienungsstange 12 nicht-drehend
während
die Achse 11 sich dreht. Entsprechend ist der mit der Walze 10 zum
Verbinden vorgesehene Schlitten 13 im Rahmen der Vorrichtung
gleitgelagert. Normalerweise werden hydrostatische Gleitlager 15 eingesetzt.
Anders gesagt gleitet der Schlitten auf dem Schmiermittelmembran.
Somit sind die in der Vorrichtung mit der Walze 10 sich
bewegenden Teile zusätzlich
zu der Bedienungsstange 12 der Schlitten 13 mit seinen
Massenpaaren 16 und 17. Auf Grund der Länge und
der Frequenz der Bewegung der Walze wird die Vorrichtung auch als
Rüttel-
oder Schüttelvorrichtung
genannt.
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Die
Vorrichtung weist also zwei Massenpaare 16 und 17 auf,
die drehend auf den Schlitten 13 gestützt sind. Zusätzlich weisen
die beiden Massenpaare 16 und 17 eine eigene Antriebswelle 18 zum
Drehen der Massen 20 auf (1). Weiter
wird der Vorrichtung ein Stellantrieb 19 zugeordnet zum
Drehen der Antriebswellen 18 in der gewünschten Phase und so zur Einstellung
der Phasendifferenz zwischen den Massenpaaren 16 und 17 (Bild
2). Mit der Phasendifferenz der Antriebsachsen und so also mit der
Phasendifferenz der Massenpaare wird die Bewegung des Schlittens
und so die Länge
des herzustellenden Hubs eingestellt. In der Praxis besteht jedes
Massenpaar aus zwei exzentrierten Massen, von welchen jede am ehesten
an eine Zylinderhälfte
erinnert. Die dem Massenpaar zugeordneten Massen sind zusätzlich zueinander
zum Beispiel mit einer Zahnradübertragung
synchronisiert worden, wobei die Achse des einen Massenpaares gleichzeitig
die Antriebsachse des Massenpaares bildet. Mit anderen Worten drehen
sich in einem Massenpaar die Massen in Bezug aufeinander immer auf
gleiche Weise. In 1 befinden sich die Massenpaare 16 und 17 in
der gleichen Phase, wobei die Hublänge des Schlittens 13 im
Maximum ist. Mit zwei Enden ausgestattete Pfeile veranschaulichen
jedoch die Hin- und Herbewegung des Schlittens in 1.
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Die
durch die Zusammenwirkung der Massenpaare herzustellende Hin- und
Herbewegung beruht also auf deren gegenseitiger Phasendifferenz. Die
sich in entgegengesetzten Phasen befindenden Massenpaare heben die
Wirkung voneinander auf, wobei die Hublänge Null ist. Durch Ändern der
Phasendifferenz beginnt sich der aus den Massenpaaren und dem Schlitten
gebildete Schwerpunkt in horizontaler Richtung hin und her zu bewegen.
Erfindungsgemäß wird dem
Stellantrieb 19 überraschendeweise
nur ein Motor 21 sowie in den Antriebswellen 18 angeordnete
Kraftübertragungsmittel 22 zugeordnet, um
die erwähnte
Phasendifferen herzustellen und zu regulieren. Das Einstellen von
einem Motor, der vorzugsweise ein Elektromotor ist, ist wesentlich
leichter und einfacher als von zwei nach bekannter Technik hergestellten
Elektromotoren. Zusätzlich
wird mit den Kraftübertragungsmitteln
nur die Phasendifferenz eingestellt, wovon die Steuerung des Elektromotors unabhängig ist.
Dann ist die Steuerung der Vorrichtung einfach und genau ohne komplizierte
periphere Geräte.
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In 3 wird
genauer erfindungsgemäße Kraftübertragungsmittel 22 gezeigt,
denen hier in einem Eingriff angeordnetes Zahnradpaar 23 zugeordnet
wird. In 2 sind die betreffenden Zahnräder 24 und 25 gekapselt,
um das Spritzen des Schmiermittels zu verringern. In der Praxis
ist das Zahnradpaar 23 als Verlängerung der beiden Antriebswellen 18 im Zusammenhang
von den ausgerichteten Hilfsachsen 26 und 27 zum
Drehen der beiden Antriebswellen 18 mit einem Motor angeordnet.
Dann kann ein gewöhnlicher
Motor eingesetzt werden, der gemäß dem benötigten Moment
ohne ein zusätzliches
Regelmoment dimensionert werden kann. Zusätzlich dank der Zahnradpaare
drehen sich die Antriebswellen in verschiedene Richtungen, was in
Bezug auf das Funktionsprinzip der Vorrichtung notwendig ist. Die
Zahnräder
sind von ihrem Aussendurchmesser und ihrer Verzahnung her gleich,
wobei das Übertragungsverhältnis eines
Zahnradpaares 1 beträgt.
Vorzugsweise ist der Motor ein Elektromotor, der direkt als Verlängerung
einer der beiden Hilfsachsen gekoppelt ist. Wenn das Zahnrad 24 auf
der Hilfsachse 26 ausgerichtet ist, kann eine normale Achselverbindung 28 für die Befestigung
des Elektromotors 21 verwendet werden. In der erfindungsgemäßen Vorrichtung
sind die Massenpaare 16 und 17 sowie die Kraftübertragungsmittel 22 im
Gehäuse 29 angeordnet,
im dessen Innenteil Schmiermittel zirkuliert. Hier ist der Elektromotor 21 mit
einer Flanschenverbindung mit dem Gehäuse 29 verbunden worden,
das teils mit einer gestrichelten Linie in 3 dargestellt
wird.
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In
der Praxis ist jede Masse auf der Achse ausgerichtet, an deren Enden
sie im Schlitten gelagert sind. Zusätzlich ist jede Nilsachse 26 und 27 auch
mit zwei Lagern 30 und 31 gelagert. Zwischen den
Hilfsachsen 26 und 27 und der Antriebswelle 18 befinden
sich zusätzlich
Spezialschalter 32, welche die in Richtung des Radius laufende
Bewegung zwischen diesen trotz der Drehbewegung zulassen. In der
Praxis bleiben die Hilfsachsen 26 und 27 stehen also
während
sich die Antriebswellen 18 der Massen 20 mit dem
Schlitten 13 bewegen. Für
funktionsmässig ähnliche
Teile werden gleiche Bezugszeichen verwendet. In 3 wird
der mit dem Elektromotor 21 gekoppelten Hilfsachse 26 nur
die vorher erwähnten
Lager 30 und 31 sowie der Spezialschalter 32 sowie
das Zahnrad 24 zugeordnet. Entsprechend weist die andere
Hilfsachse 27 ein den Kraftübertragungsmitteln 22 zugeordnetes
Regelorgan 33 auf, welches zwischen dem Zahnrad 25 und
der Hilfsachse 27 angeordnet ist. Mit dem Regelorgan kann
die gegenseitige Stellung des Zahnrades 25 und der Hilfsachse 27 geändert werden
und so kann schließlich
die Phasendifferenz zwischen den Antriebswellen eingestellt werden.
In der Praxis wird ausdrücklich
die Stellung des Zahnrades und der Hilfsachse in Bezug auf die gemeinsame
Drehachse geändert.
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In
der Ausführungsform
der 3 ist das Regelorgan 33 eine Buchse 34,
welche axial beweglich sowohl in Bezug auf die Hilfsachse 27 als
auch auf das Zahnrad 25 angeordnet ist. Zusätzlich weist
sowohl die Aussenfläche
als auch die Innenflä che
der Buchse einen formschlüssigen
Aufbau für
die Übertragung
des Moments vom Zahnrad über
die Buchse auf die Hilfsachse. Hier weist die Aussenfläche der Buchse 34 eine
direkte Nutung 35 auf, welcher entsprechende direkte Nutung
im Zahnrad angeordnet ist (4a). Die
Nutung ist so angeordnet, dass die Buchse in Bezug auf das Zahnrad
bewegt werden kann. Wegen der direkten also in Axialrichtung laufenden
Nutung bleibt die gegenseitige Stellung der Buchse und des Zahnrades
jedoch unveränderlich unabhängig von
der Lage der Buchse. Statt dessen weist die Innenfläche der
Buchse 34 eine Gewindenutung 36 auf, in Richtung
auf dieser zugeordneten einzelnen Gewindenute 36' ist auf der
Hilfsachse 27 ein entsprechender Überstand 37 angeordnet
worden. Auch die Gewindenutung ist so angeordnet, dass die Buchse
in bezug auf die Hilfsachse bewegt werden kann. Wegen der Gewindenutung
beim Verschieben der Buchse in Axialarichtung schlingelt sich die
Hilfsachse in Bezug auf das Zahnrad, wobei deren gegenseitige Stellung
geändert
wird. Dabei bildet sich zwischen den Hilfsachsen eine Phasendifferenz, welche
direkt auf die Hublänge
der Vorrichtung Wirkung ausübt.
So wird mit Hilfe der erfingdungsgemäßen Kraftübertragung eine mechanische
Regelung hergestellt, welche einfach aber genau ist.
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Die
in 4a gezeigte Buchse 34 weist zwei entgegengesetzte
Gewindenuten 36' auf.
Die Überstände 37,
welche diesen entsprechen, sind als ein auf der Hilfsachse 27 angeordneter
zapfenartiger Keil 38 angeordnet sind. Dabei bleiben komplizierte, maschinelle
Behandlungen der Hilfsachse aus und der zapfenartige Keil kann aus
einem verschleißbeständigen Material
hergestellt werden. Zum Beispiel kann der zapfenartige Keil in einem
in der Hilfsachse vorgesehenen Loch montiert werden. Statt einem zapfenartigen
Keil kann auch zum Beispiel ein längerer längsläufiger Keil oder ein an der
Hilfsachse geschweißtes
Gleitstück
eingesetzt werden (nicht gezeigt). In der Praxis beträgt die notwendige
Einstellung der Phasendifferenz ca. 90°, wobei die Steigung der Gewindenutung
mäßig bleibt.
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Einerseits
kann der Spielraum der Einstellung der Phasendifferenz leicht geändert werden,
indem einfach die mit der einer anderssteigenden Gewindenutung ausgestattete
Buchse mit Kraftübertragung
getauscht wird. Andere Teile der Kraftübertragung können unverändert beibehalten
werden.
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Im
Allgemeinen werden den beiden formschlüssigen Aufbauten zwei Widerstandsflächen zugeordnet.
Zusätzlich
weist eine erste Widerstandsfläche
eines formschlüssigen
Aufbaus eine Gewindenutung auf und an der dieser entsprechenden
anderen Widerstandsfläche
befindet sich ein gemäß der Gewindenutung
angeordneter Überstand.
In der Ausführungsform
der 4a befindet sich die Gewindenutung 36 an
der Innenfläche
der Buchse 34. Dafür befindet
sich in der Ausführungsform
der 4b eine Gewindenutung 36 an der Oberfläche der
Hilfsachse 27. In der ersten Ausführungsform befindet sich der Überstand 37 auf
der Hilfsachse 27, aber in der anderen Ausführungsform
an der Innenfläche
der Buchse 34. Einerseits kann sich die Gewindenutung an der
Aussenfläche
der Buchse oder an der Innenfläche
des Zahnrades befinden. Dann befinden sich die der Gewindenutung
entsprechenden Überstände schon
an der Innenfläche
des Zahnrades oder an der Aussenfläche der Buchse (nicht gezeigt).
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Die
gewünschte
Einstellung der Phasendifferenz wird also einfach durch Bewegen
des Regelorgans hergestellt. Zum Einsatz des Regelorgans 33, wird
den Kraftübertragungsmitteln 22 ein
Stellantrieb 39 zugeordnet, welcher vorzugsweise als sich
selbst rückstellend
ausgerichtet ist. In der Praxis ist der Stellantrieb so ausgerichtet,
dass sich in einem Störungsfall
der Stellantrieb auf die Anfangsposition rückstellt, wo die Wirkung des
Regelorgans Null ist. Dabei wird die Phasendifferenz zwischen den
Hilfsachsen automatisch beseitigt und die Hin- und Herbewegung der
Vorrichtung wird angehalten, was die Entstehung von Störung verhindert.
In den 2 und 3 ist als Stellantrieb 39 ein
Hydraulikzylinder 39', der
die Buchse 34 über
das Hebelsystem 40 benutzt. Der Hydraulikzylinder 39' weist zusätzlich eine
Rückstellfeder 41 auf,
welche das Hebelsystem 40 in die Anfangsposition stellt,
wenn die Hydraulikdrücke
aus irgendeinem Grund verschwinden. Die Rückstellfeder kann auch im Zusammenhang
mit dem Hebelsystem sein. Alternativ kann der Stellantrieb auch
als verschliessbar ausgeführt
sein, wobei die Einstellung in jedem Fall unter Kontrolle ist. Anstelle
von einem Hydraulikzylinder kann z.B. ein Schraubenmechanismus mit
einem Hydraulik- oder Schrittmotorantrieb eingesetzt werden. Im
Allgemeinen kann fast jeder beliebiger Stellantrieb eingesetzt werden,
womit eine axiale Bewegung hergestellt wird. Anstelle eines Hydraulikzylinders
kann z.B. ein pneumatischer Zylinder eingesetzt werden. Das triangelartige
Hebelsystem 40 ist hier mit drei axialen Leitvorrichtungen 42 gestützt. Zusätzlich befindet
sich zwischen dem Hebelsystem 49 und der Buchse 34 ein
Drucklager 43, das das Drehen der Buchse zulässt während sich das
Hebelsystem 40 ausschliesslich in axialer Richtung bewegt.
Hier werden dem Zahnrad 25 auch spezielle Radiallager 44 zugeordnet.
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In
den Figuren werden die Einrichtugen zur Steuerung des Elektromotors
und des Stellantriebs nicht gezeigt, welche dank der erfindungsgemäßen Kraftübertragungsmitteln
einfach sein können.
In der Praxis wird der Elektromotor mit dem Frequenzumrichter und
der Stellantrieb mit normalen Einstellvorrichtungen gesteuert. Zusätzlich ist
die Bewegung des Stellantriebs direkt vergleichbar mit der herzustellenden
Phasendifferenz der Massenpaare, welches die Einstellung und die
Steuerung der Vorrichtung erleichert. Die Einstellung der Phasendifferenz ist
auch stufenlos. Zusätzlich
zu den Massenpaaren 16 und 17 befinden sich im
Schlitten 13 Federn 45, wobei die Vorrichtung
einen funktionalen Oszillator bildet (1). Die
Frequenz des Oszillators beträgt im
Betriebsbereich zirka 10 Hz während
der kritische Punkt zirka bei 2 Hz liegt. Das heißt, dass
die Vorrichtung in einem überkritischen
Frequenzbereich verwendet wird. Die Nennleistung des Elektromotors
der Vorrichtung ist in dem Ausführungsbeispiel
7,5 kW, obgleich nach Messergebnissen für die Drehung der Massen nur
zirka 4 kW Leistung genötigt
wird. Die erforderliche Motorleistung ist also erheblich kleiner
als in bekannten Vorrichtungen, in welchen zwei Spezialelektromotoren
von 34 kW eingesetzt werden. Beim Steigen der Motorleistung vergrößern sich
auch die Frequenzumrichter beträchtlich.
Beim Einschalten der Vorrichtung werden die Massenpaare zuerst über den
kritischen Punkt in den Betriebsbereich beschleunigt, wonach durch
Einstellen der Phasendifferenz die Hublänge wie gewünscht eingestellt wird.
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Vorher
ist auch die Funktion der Vorrichtung in einer Situation beschrieben
worden, wo die Steuerung der Kraftübertragung aus irgendeinem
Grund beschädigt
wird. In der Praxis kann es zum Beispiel einen totalen Stromausfall
geben, wobei die Phasendifferenz vorzugsweise automatisch auf Null
sinkt. Wegen den Federn setzt das System jedoch die Oszillation
eine Zeitlang fort. Die hydrostatische Gleitlagerung des Schlittens
ist mit einem der Vorrichtung zugeordneten und eine Zuführungspumpe 47 aufweisenden
Umlaufschmiersystem 46 gekoppelt. Das Umlaufschmiersystem 46 führt Schmiermittel
entlang der Kanäle 50 zusätzlich zu
den Gleitlagern 15 zum Beispiel den anderen Lagern 31 und 32 sowie
den Eingriffen des Zahnradpaares 23. Beim Stromausfall hält der Elektromotor 49 der
Zuführungspumpe 47 an,
wobei die Schmierung beendet wird. Besonders in den Gleitlagern
verschwindet schnell die Schmierstoffschicht, wobei die Lagerflächen des
Gleitlagers in eine mechanische Berührung gelangen. Während der
Oszillation der Vorrichtung verschleißen sich die Lagerflächen, normalerweise
als unbrauchbar. Erfindungsgemäß stellt
das mit dem Umlaufschmiersystem 46 verbundene Steuerungssystem 48 den
Elektromotor 21 ein, als Generator zu funktionieren, aus dem
enthaltener Strom zu dem Elektromotor 49 der Zuführungspumpe 47 geleitet
wird. Dabei funktioniert die Umlaufschmierung trotz dem Stromausfall
bis die Massenpaare stehen bleiben. Am Einfachsten weist das Steuerungssystem
passende Relees auf, durch welche die Pole des Kurzschlussmotors
mit dem Elektormotor der Zuführungspumpe
verbunden werden. In 3 wird prinzipiell die Zuführungspumpe 47 mit
ihren Elektromotoren 49 gezeigt, deren Nennleistung normalerweise
ca. 2,2 kW beträgt.
Aufgrund der Anzahl der Bewegung der Massen funktioniert die Umlaufschmierung
ausreichend lange um Lagerbeschädigungen
zu vermeiden.
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In 5 wird
eine zweite Ausführung
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
im Querschnitt gezeigt. Der Schlitten 13 mit seinen Massenpaaren 16 und 17 entspricht
dem vorher Beschriebenen und funktiosmässig wurde für gleiche
Teile gleiche Bezugszeichen verwendet. Besonders im Hinblick auf die
Kraftübertragung
weicht dies vom vorher Erwähnten
ab. Zuerst sind das Zahnradpaar 23 sowie die Hilfsachsen 26 und 27 auf
einen gemeinsamen und wesentlich steifen Lagerständer 51 gestützt. Dabei kann
die Kraftübertragung
getrennt montiert werden, was ein wesentlicher Vorteil bei der Montage
einer tausende Kilos schweren Vorrichtung. Zuzätzlich bleiben die Positionen
und Stellungen der Hilfsachsen und besonders der Zahnräder in Bezug
aufeinander unveränderlich
trotz den Kraftübertragungen oder
Montagefehlern. Die Lösung
vermindert auch den Bedarf an Montageraum. Der Motor 21 kann
als Verlängerung
für die
Hilfsachse 26 oder alternativ oberhalb von dieser montiert
werden, was weiterhin die Größe der Vorrichtung
verkleinert. Eine alternative Position zur Aufstellung des Motors
wird mit Hilfe der gestrichenen Linie in 2 und 5 gezeigt. Durch
den Einsatz von einem zusätzlichen
Zahnrad 52 wird die Kraft vom Motor 21 zum Zahnrad 24 übertragen.
Die Übertragung
kann durch eine passende Dimensionierung des zusätzlichen Zahnrades geändert werden.
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Eine
zweite bedeutende Änderung
ist die Anordnung des Regelorgans 33 zu einem Teil vom
Stellantrieb 39. Mit anderen Worten wird dem Stellantrieb ein
Regelorgan zum Herstellen einer Phasendifferenz zugeordnet. Durch
die in Frage kommende Lösung
wird der Aufbau der Vorrichtung weiter vereinfacht und der Bedarf
an Montageraum verkleinert. Der Stellantrieb kann nun im Inneren
des Zahnrades 25 angerichtet werden. Erfindungsgemäß wird dem Stellantrieb 39 auch
eine Lagerung und eine Achse 53 zugeordnet, welche als
Teil der Antriebswelle 18 vorgesehen ist. Dabei sind getrennte
Hilfsachsen und deren Lagerungen unnötig. In der Praxis ist der Stellantrieb 39 am
Zahnrad 25 befestigt worden und ihm wird eine die Drehbewegung
zulassende Druckmedium-Muffe 54 zum Einsetzen des Stellantriebes 39 beim
Sich-Drehen des Zahnrades 25 zugeordnet. In 6a wird
die Kraftübertragung
ohne das Regelorgan enthaltender Stellantrieb gezeigt.
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Als
Stellantrieb kann zum Beispiel ein hydraulischer Schwenkzylinder
ausgeführt
werden, der auch Schwenkmotor genannt wird. Der Schwenkzylinder
wird in 6b gezeigt. Im Schwenkzylinder wird
zum Beispiel die Linearbewegung der Kolbe mit Hilfe von ineinander
laufenden Zahnrädern
mit schiefen Zähnen
in eine Umlaufbewegung umgesetzt, wobei eine erfindungsgemäße Funktion
des Regelorgans hergestellt wird. Durch Einstellen des Hydraulikdruckes
wird die Kolbe bewegt, welche mit Hilfe der Übertragung der Zahnräder die
Achse dreht. In der Praxis dreht sich also der Schwenkzylinder mit
dem Zahnrad. In der Einschaltsituation ist die Wirkung des Regelorgans
Null, wobei sich die beiden Antriebswellen in der gleichen Phase
drehen. Bei der Einstellung der Phasendifferenz mit dem Stellantrieb
wird das Regelorgan gedreht, wobei sich die Stellung des Zahnrades
und der Antriebswelle in Bezug aufeinander ändert. Dabei ändert sich
auch die Phasendifferenz der Antriebswellen und so der Massenpaare.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
ist sehr funktionssicher und leicht zu regulieren. Zusätzlich können einfache
Komponenten eingesetzt werden, wie zum Beispiel ein normaler Käfigläufer-Induktionsmotor.
Die Größe der Phasendifferenz
kann unabhängig
vom Motor eingestellt werden. Zusätzlich wird bei den Störungszuständen Beschädigungen
vermieden dank der automatischen Rückstellung der Regelung. Gleichzeitig
setzt das Umlaufschmiersystem ohne Unterbrechung die Funktion fort.
Zusätzlich ist die
Vorrichtung kleiner als die frühere
und sie kann in Teilen montiert werden.