DE9104962U1 - Anordnung zum oszillierenden Antreiben eines Bauteils - Google Patents

Description

Anwaltsakte: P 4141

J.M. Voith GmbH

Kennwort: "Vario-Hubeinrichtung"

Anordnung zum oszillierenden Antreiben eines Bauteils

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum oszillierenden Antreiben eines Bauteils, insbesondere zum oszillierenden Antreiben eines langgestreckten Bauteiles in dessen Längsrichtung. Dabei kann es sich z.B. um ein Spritzrohr oder um einen Schaber in einer Papierherstellungsmaschine handeln. Die Erfindung geht aus von einer Anordnung mit den im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen, die aus der DE-PS 34 21 632 bekannt sind.

Ein Spritzrohr, das eine Vielzahl von Wasserspritzdüsen aufweist, dient beispielsweise zum kontinuierlichen Reinigen eines Siebbandes, Filzbandes od.dgl. in einer Papierherstellungsmaschine. Damit diese Bänder möglichst gleichmäßig über ihre gesamte Breite mit Wasser besprüht werden, ist das Spritzrohr mit einer oszillierenden Antriebseinrichtung gekoppelt, die es in seiner Längsrichtung, also quer zur Laufrichtung der Papierherstellungsmaschine, hin und her bewegt.

Schaber dienen hauptsächlich zum Sauberhalten der Oberfläche von Walzen. Hierbei ist es ebenfalls zweckmäßig, den Schaber in seiner Längsrichtung (also wiederum quer zur Laufrichtung der Papierherstellungsmaschine) hin und her zu bewegen. Hierdurch will man eine ringförmige Beschädigung der Walzen-Oberfläche durch den Schaber vermeiden.

In beiden Fällen besteht ein Problem darin, daß das Bauteil (Spritzrohr oder Schaber) in den Umkehrpunkten für eine kurze Zeit stillsteht, und daß sich diese Umkehrpunkte immer an der

gleichen Stelle befinden. Bezogen auf ein Spritzrohr bedeutet dies mit anderen Worten: Die Verweilzeiten der Düsen sind in den Umkehrpunkten stets wesentlich länger als in einzelnen Punkten, die zwischen den Umkehrpunkten liegen.

Zur Lösung dieses Problems ist es aus der DE 34 21 632 bekannt, mit Hilfe eines Doppelexzenters die Position der Umkehrpunkte des Antriebselements (und somit des hin und her zu bewegenden Bauteiles) periodisch zu variieren. Diese bekannte Doppelexzentervorrichtung benötigt jedoch ein gewisses Spiel zwischen dem äußeren Exzenter und zwei Widerlagern, die Bestandteil des oszillierenden Antriebselementes sind. Aufgrund dieses Spieles ist es unvermeidlich, daß die oszillierende Bewegung des Antriebselements (und somit des genannten Bauteils) in gewissen Zwischenphasen vorübergehend unterbrochen wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zum oszillierenden Antreiben eines Bauteils mit einer Zusatzeinrichtung zum periodischen Variieren der Position der Umkehrpunkte derart auszubilden, daß ein vorübergehendes Stehenbleiben des Bauteils vermieden wird.

Gemäß der Erfindung wurden zur Lösung dieser Aufgabe mehrere Möglichkeiten gefunden, die alle darin übereinstimmen, daß die Antriebseinrichtung dauernd in spielfreiem Kontakt mit dem hin und her zu bewegenden Bauteil bleibt. Ein vorübergehender Stillstand desselben wird somit vermieden.

Gemäß Anspruch 1 ist ein reversierbarer Motor (vorzugsweise Elektromotor) vorgesehen, der eine Gewindespindel antreibt, die über eine Spindelmutter mit dem betreffenden Bauteil verbunden ist. Eine Reversiereinrichtung löst in bestimmten variierbaren Intervallen eine Drehrichtungsumkehr des Motors aus. Dabei werden die Intervalle mit Hilfe einer Modulationseinrichtung

entsprechend einem vorgegebenen Programm variiert. Dies kann in Abhängigkeit von der Zeit geschehen; d.h. für jedes Intervall wird eine bestimmte zeitliche Periodendauer festgelegt. Eine andere bevorzugte Möglichkeit besteht darin, für jedes Intervall einen bestimmten Hub der Antriebseinrichtung festzulegen, wobei jede Hub-Größe einer bestimmten Anzahl von Umdrehungen des Motors entspricht. Deshalb hat in diesem Falle die Reversiereinrichtung ein bei jeder Drehrichtungs-Umkehr startende Umdrehungs-Zähleinrichtung. Ferner ist die Modulationseinrichtung derart ausgebildet, daß sie für jedes Intervall eine bestimmte Anzahl von Umdrehungen des Motors festlegt.

Eine andere Möglichkeit zur Lösung der gestellten Aufgabe besteht darin, zwei oszillierende Antriebseinrichtungen derart hintereinander zu schalten, daß sich deren Bewegungen und die daraus resultierenden Hübe addieren, wobei sich jedoch die Periodendauer der einen Antriebseinrichtung stets von der Periodendauer der anderen Antriebseinrichtung unterscheiden muß.

Gemäß Anspruch 3 ist eine derartige Anordnung folgendermaßen aufgebaut: Eine erste Antriebseinrichtung hat eine erste Kurbel, die in eine Kurbelschleife eingreift. Deren Drehpunkt ist (im Gegensatz zu bekannten Anordnungen) nicht stationär, sondern auf einer ebenfalls oszillierenden Zusatz-Antriebseinrichtung angeordnet.

Gemäß Anspruch 8 ist die erste, unmittelbar an das anzutreibende Bauteil gekoppelte oszillierende Antriebseinrichtung ein Linearantrieb, der seinerseits als ganzes mit einem ebenfalls oszillierenden Zusatzantrieb gekoppelt ist.

In den abhängigen Ansprüchen sind verschiedene Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Lösungen angegeben. Eine Auswahl dieser Ausführungsbeispiele wird nachfolgend anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert.

Die Figur 1 zeigt schematisch ein bewegliches Spritzrohr mit Antrieb über eine an einen Elektromotor gekoppelte Gewindespindel.

Die Figuren 2 und 3 sind Diagramme, die unterschiedliche zeitliche Bewegungsabläufe zeigen.

Die Figuren 4 und 5 zeigen schematisch zwei unterschiedliche Beispiele von zwei hintereinander geschalteten oszillierenden Antriebseinrichtungen.

Die Figur 6 zeigt eine weitere oszillierende Antriebseinrichtung.

Gemäß Fig. 1 ist ein Spritzrohr 10 mit einer Reihe von Spritzdüsen 11 über Verlängerungsstangen 12, 13 in Lagern 14 gelagert, die ein Hin- und Herbewegen des Spritzrohres 10 erlauben. Mit der einen Verlängerungsstange 12 ist die Spindelmutter 15 einer Gewindespindel 16 verbunden. Diese rotiert abwechselnd in beiden Drehrichtungen, angetrieben durch einen reversierbaren Elektromotor M. Ein Steuergerät 17 dient u.a. zur Stromversorgung des Elektromotors M mittels zweier Leitungen &ngr; und r, die eine für Vorwärts-, die andere für Rückwärts-Lauf. Ein Impulszähler 18 meldet über eine Leitung 19 die Anzahl der Umdrehungen des Elektromotors M und damit den Hub des Spritzrohres 10, jeweils ausgehend von einem Umkehrpunkt. Eine Modulationseinrichtung 20 ist über je einen Transmitter für Vorwärts- und für Rückwärts-Lauf V bzw. R mit dem Steuergerät 17 verbunden. In der Modulationseinrichtung 20 ist ein bestimmtes Programm gespeichert, so daß die Umdrehungs-Anzahl der Spindel 16 (und somit die aufeinanderfolgenden Hübe des Spritzrohres 10) entsprechend dem gespeicherten Programm variiert werden. Hierdurch wird die Position der Umkehrpunkte der Spindelmutter 15 (und somit des Spritzrohres 10) periodisch variiert.

Die Fig. 2 zeigt (in einem gegenüber Fig. 1 vergrößerten Maßstab) einen möglichen Bewegungsablauf des Spritzrohres 10 über der Zeit t. Eine Serie von Umkehrpunkten ist mit a bis h bezeichnet. Man sieht, daß die Vorwärtshübe a-b, c-d, e-f und g-h alle gleich groß sind. Dagegen sind die Rückwärtshübe b-c und d-e kleiner als die Vorwärtshübe, während die Rückwärtshübe f-g und h-a (also zurück zum Ausgangspunkt) größer als die Vorwärtshübe sind.

Eine andere Möglichkeit zeigt die Fig. 3: Hier werden sowohl die Vorwärtshübe als auch die Rückwärtshübe zunächst kleiner und dann wieder größer, wonach das Spiel von neuem beginnt.

Gemäß Fig. 4 ist die Verlängerungsstange 12 des Spritzrohres an die Kolbenstange 21 eines doppeltwirkenden hydraulischen oder pneumatischen Druckzylinders 22 gekoppelt. Der letztere ist als ganzes in einem Gehäuse 23 axial verschiebbar und an die Kolbenstange 24 eines zusätzlichen doppeltwirkenden, jedoch stationären Druckzylinders 25 gekoppelt. Der Hub des letzteren ist erheblich kleiner als der Hub des zuerst genannten Druckzylinders 22. Nicht dargestellt sind die Leitungen zum Zuführen des Druckmittels und die dazugehörenden Steuereinrichtungen. Es versteht sich jedoch, daß die Takt-Dauer der beiden Druckzylinder 22, 25 unterschiedlich ist, so daß ein Bewegungsablauf des Spritzrohres entsteht, der beispielsweise den Figuren 2 oder 3 entspricht.

Eine ähnliche Wirkung kann bei der Anordnung gemäß Fig. 5 erzielt werden. Hier ist die Verlängerungsstange 12 mit der Spindelmutter 26 einer Gewindespindel 27 verbunden. Diese wird durch einen Elektromotor M' angetrieben, der auf einem axial verschiebbaren Support 28 abgestützt ist. Der Support 28 wird mittels eines Kurbeltriebes 29 hin und her bewegt.

Gemäß Fig. 6 ist die Verlängerungsstange 12 über einen Lenker 3 0 mit einer Kurbelschleife 31 gekoppelt, die um einen Drehpunkt 32 schwingt. Der Antrieb der Kurbelschleife 31 erfolgt durch eine erste Kurbel 33, die im dargestellten Beispiel an einem Schneckenrad 34 angeordnet ist. Mit dem Schneckenrad
kämmt eine Schnecke 35, die durch einen beliebigen (nicht reversierbaren) Motor M" angetrieben wird. Der Drehpunkt 32 ist als Zapfen einer zweiten Kurbel 36 ausgebildet, die über ein Zahnradgetriebe 37 vom Schneckenrad 34 angetrieben wird. Die Übersetzung des Zahnradgetriebes 37 ist derart gewählt, daß die zweite Kurbel 32, 36 langsamer rotiert als die erste Kurbel 33, 34. Vorzugsweise weicht das Übersetzungsverhältnis von einer geraden Zahl ab. Man erkennt auch, daß der Hub der zweiten Kurbel 32, 36 kleiner ist als der Hub der ersten Kurbel 33, 34. Mit der Anordnung gemäß Fig. 6 kann ein Bewegungsablauf des
Spritzrohres 10 erzielt werden, welcher ungefähr der Fig. 3
entspricht.

Heidenheim, 22.04.91
0600k/DSh/Srö/56-61

Claims (12)

Anwaltsakte: P 4141 J.M. Voith GmbH Kennwort: "Vario-Hubeinrichtung" Ansprüche

1. Anordnung zum oszillierenden Antreiben eines Bauteils, insbesondere zum oszillierenden Antreiben eines langgestreckten Bauteils in dessen Längsrichtung, z.B. eines Spritzrohres (10) oder Schabers in einer Papierherstellungsmaschine, mit den folgenden Merkmalen:

a) ein bewegliches und an das Bauteil (10) koppelbares Antriebselement (15) einer oszillierenden Antriebseinrichtung (M) hat eine Bewegungsbahn, die sich zwischen
zwei Umkehrpunkten (z.B. a, b) erstreckt;

b) eine Zusatzeinrichtung (20) ist derart an die Antriebseinrichtung (M) gekoppelt, daß sie die Position der Umkehrpunkte des Antriebselements (15) periodisch variiert;

gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

c) die oszillierende Antriebseinrichtung ist ein reversierbarer Motor (M), der eine Gewindespindel (16) antreibt, die über eine Spindelmutter (15) mit dem anzutreibenden Bauteil (10) verbunden ist;

d) eine Reversiereinrichtung (17, 20) löst in bestimmten
variierbaren Intervallen, welche die Umkehrpunkte (z.B. a, b) bestimmen, das Umkehren der Motor-Drehrichtung
aus.

2. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

a) die Reversiereinrichtung (17, 20) hat eine bei jeder Drehrichtungs-Umkehr startende Umdrehungs-Zähleinrichtung (18);

b) die Reversiereinrichtung (17, 20) ist derart ausgebildet, daß sie für jedes Intervall eine bestimmte Anzahl von Umdrehungen des Motors (M) festlegt.

3. Anordnung zum oszillierenden Antreiben eines Bauteils, mit den im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen a) und b),

gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

c) die Antriebseinrichtung umfaßt eine erste Kurbel (33, 34), die in eine um einen Drehpunkt (32) schwingende Kurbelschleife (31) eingreift;

d) der genannte Drehpunkt (32) ist mittels einer oszillierenden Zusatz-Antriebseinrichtung (36) hin und her bewegbar.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Drehpunkt (32) Teil einer zweiten Kurbel (32, 36) ist, deren Drehzahl von der Drehzahl der ersten Kurbel (33, 34) abweicht.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hub der ersten Kurbel (33, 34) größer ist als der Hub der zweiten Kurbel (32, 3 6).

6. Anordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Kurbeln über ein Getriebe (37) miteinander verbunden sind.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Übersetzungsverhältnis des Getriebes (37) von einer geraden Zahl, vorzugsweise von einer ganzen Zahl, abweicht.

8. Anordnung zum oszillierenden Antreiben eines Bauteils mit den im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen a) und b),

gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

c) das oszillierende bewegliche Antriebselement ist Teil eines Linearantriebes (22; 27);

d) der Linearantrieb (22; 27) selbst ist ebenfalls oszillierend durch Kopplung an einen oszillierenden Zusatzantrieb (25; 29).

9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Linearantrieb eine Gewindespindel (27) aufweist, die von einem reversierbaren Motor (M⁷) angetrieben ist.

10. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Linearantrieb als eine hydraulische oder pneumatische Hubeinrichtung (22) ausgebildet ist.

11. Anordnung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzantrieb ein Kurbeltrieb (29) ist.

12. Anordnung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzantrieb eine hydraulische oder pneumatische Hubeinrichtung (25) ist.

Heidenheim, 22.04.91
0600k/DSh/SrÖ/53-55