Anwaltsakte: P 4 9 74
J. M. Voith GmbH
Kennwort: Gurtbefestigung
Vorrichtung zum Bearbeiten der Mantelfläche
eines Zylinders innerhalb einer Papiermaschine
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bearbeiten der Mantelfläche eines Zylinders innerhalb einer Papiermaschine.
Auf den Oberbegriff von Anspruch 1 wird verwiesen .
Die Mantelflächen von Trockenzylindern für Papiermaschinen
erfahren im Verlaufe des Betriebes ganz allgemein gesprochen eine Verschlechterung, die die Funktion des
einzelnen Trockenzylinders beeinträchtigt. Derartige Verschlechterungen können auf Ablagerungen von Schmutz- oder
Faserpartikel an der Mantelfläche zurückgehen, ferner durch falsche Einstellung des einem solchen Zylinder
zugeordneten Schabers, durch einen ungleichmäßigen Verschleiß der Arbeitsfläche des Schabers selbst, sowie
durch chemische Einflüsse. Derartige Verschlechterungen können sich in folgender Weise auswirken: zum einen kann
sich die Verdampfungsleistung verringern, und zwar entweder über die gesamte Mantelfläche, oder nur an einzelnen
Stellen, was zu Streifigkeit des Papiers führt. Weiterhin können unterschiedliche Durchmesser über die
Zylinderlänge gesehen, also über die Breite der Papierbahn,
zu Abrissen in der betreffenden Trockengruppe führen.
Deshalb ist von Zeit zu Zeit ein Bearbeiten der Mantelfläche der Trockenzylinder geboten, um deren ursprünglichen
Qualitätszustand wieder herzustellen, und um eine einwandfreie Bahn zu erzeugen. Zu diesem Zweck werden
zwei Hauptarten von Vorrichtungen eingesetzt: zum einen
gibt es Walzenschleifmaschinen, die als selbständige
Werkzeugmaschinen aufgebaut und betrieben werden. Um die Zylinder einer Trockenpartie zu schleifen, ist es
erforderlich, die einzelnen Zylinder nacheinander auszubauen
und in die Walzenschleifmaschine einzuspannen. Das Arbeitsergebnis derartiger Walzenschleifmaschinen ist in
der Regel tadellos; die Trockenzylinder erhalten durch das Schleifen wieder eine einwandfreie Mantelfläche. Der
Aufwand ist jedoch außerordentlich groß. Die Walzenschleifmaschine
ist verhältnismäßig teuer, und der Ein- und Ausbau der einzelnen Trockenzylinder ist personal-
und zeitaufwendig. Eine solche Walzenschleifmaschine ist
beispielsweise in der Voith-Druckschrift &rgr; 2630 aus dem Jahre 1986 beschrieben.
Ein ganz anderes Konzept besteht darin, die einzelnen
Trockenzylinder in der Trockengruppe zu belassen, und ein transportables Gerät an dem einzelnen, zu bearbeitenden
Trockenzylinder entlangzuführen, während dieser umläuft. Derartige Geräte sind gemäß dem Oberbegriff von Anspruch
1 aufgebaut. Dabei ist das Führungsbett, das den fahrbaren oder gleitbaren Werkzeugschlitten mit dem Werkzeug
trägt, im allgemeinen auf einen Zylinder auflegbar, der dem zu schleifenden Zylinder benachbart ist. Eine solche
Vorrichtung ist aus der Zeitschrift "Das Papier", 1989, Seite 553 ff beschrieben. Solche transportablen oder
mobilen Vorrichtungen haben gegenüber Walzenschleifmaschinen den Vorteil, daß sie eine wesentlich kleinere
Investition darstellen. Außerdem ist ihr Einsatz mit weniger Aufwand verbunden, da es einfacher ist, eine
solche Vorrichtung, genauer gesagt deren Führungsbett, an einem Zylinder zu befestigen, der dem zu bearbeitenden
Zylinder benachbart ist, als den zu bearbeitenden Zylinder aus der Trockengruppe auszubauen und in eine
Zylinderbearbeitungsmaschine einzuspannen.
Die Befestigung des Führungsbettes auf einem benachbarten
Zylinder bringt jedoch noch genügend Probleme mit sich, und war bisher noch nicht befriedigend gelöst. Die genannte,
mobile Einrichtung arbeitet mit einer Gurtkonstruktion zum lösbaren Befestigen des Führungsbettes am
benachbarten Zylinder (im folgenden "Tragzylinder") genannt. Diese Tragkonstruktion sieht wie folgt aus: Sie
umfaßt eine Mehrzahl von Gurten, die um den Tragzylinder herumgeschlungen sind und dabei in den zum Zylinder achsparallelen
Führungsbett eingreifen, um diesen an der Mantelfläche des Tragzylinders zu fixieren. Die Vielzahl
der Traggurte bedeutet gleichzeitig eine entsprechende Vielzahl von Fixierungspunkten. Die Gurte müssen dabei
durch im Führungsbett vorhandene ösen hindurchgeführt
werden, was natürlich zeitaufwendig ist. Ferner versteht
es sich, daß das Führungsbett bei allergrößter Genauigkeit achsparallel zu dem zu bearbeitenden Zylinder zu
fixieren ist. Wiederum im Hinblick auf die Vielzahl der einzusetzenden Gurte ist dies eine schwierige Aufgabe.
Dabei ist besonders nachteilig, daß ja die Gurte auch im mittleren Bereich der gesamten Zylinderlänge anzuordnen
sind. Der vorhandene Raum zwischen den Zylindern ist gelegentlich sehr beschränkt. Deshalb ist es sehr
schwierig für das Arbeitspersonal, dort einzusteigen, um die Gurte zu befestigen. Die räumliche Enge kann sogar
gelegentlich eine Anwendung dieses Prinzips ganz ausschlie ßen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine
mobile Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 derart zu gestalten, daß sich die Befestigung mittels
geeigneter Spannelemente in jedem Falle, d.h. auch bei beengten Platzverhältnissen, verwirklichen läßt, daß die
Befestigung einfacher und schneller als bisher durchgeführt werden kann, daß sie aber gleichwohl zuverlässig
ist .
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Demgemäß führt man das einzelne Spannelement
nicht mehr in Umfangsrichtung um den Tragzylinder herum, sondern im wesentlichen in Achsrichtung zu diesem
Zylinder. Ferner wird das betreffende Spannelement jeweils nur an den Stirnseiten des Führungsbettes oder
des Tragzylinders oder an der Stuhlung befestigt. So bieten sich beispielsweise die Lagerzapfen des Tragzylinders
an, um die das Spannelement, z.B. ein Gurt, herumgeschlungen werden kann. Im allgemeinen wird es nur
eines einzigen Spannelementes bedürfen, um das Führungsbett am Tragzylinder zuverlässig zu befestigen. Außerdem
ist es nicht mehr notwendig, in die Maschine einzusteigen, um das Führungsbett am Tragzylinder zu befestigen,
da die Spannelemente von den Stirnseiten des Trazylinders aus gespannt werden können. Jedenfalls erkennt man, daß
es hierzu eines wesentlich geringeren Arbeitsaufwandes als seither bedarf. Der Befestigungsvorgang kann unter
Umständen von nur einer einzigen Person ausgeführt werden, was seither nicht der Fall war.
Es ist ferner klar, daß das Führungsbett über die Länge
des Tragzylinders hinweg weitgehend gleich stark an dessen Mantelfläche angedrückt werden muß, so daß während
der Bearbeitung durch Vibration kein Verrutschen oder
Verschieben des Führungsbettes in Umfangsrichtung
erfolgen kann. Dies wird durch eine entsprechende Gestaltung des Führungsbettes selbst erzielt, bzw. auch
eines Auflagers, das zwischen der Mantelfläche des Tragzylinders und der dieser Mantelfläche zugewandten Unterseite
des Führungsbettes eingelegt wird.
Dabei sind die Stellen, auf denen das Spannelement aufliegt, so zu gestalten, daß das Spannelement in
axialer Richtung des Tragzylinders von der Tragzylinderoberfläche abgehoben wird, und das Spannelement bezüglich
der Tragzylinderoberfläche einem konvexen Kurvenverlauf folgt.
Zur Verwirklichung der Erfindung gibt es grundsätzlich
zwei Ausführungsweisen:
Zum einen kann wenigstens ein Spannelement (besser zwei oder mehrere Spannelemente), welches in Achsrichtung des
Tragzylinders verläuft, vorgesehen werden. Dieses Spannelement greift in irgendeiner Weise (z.B. über Gleitflächen,
Rollen oder Gelenke) am Führungsbett oder diesem zugeordneten Auflagern an. Die beim Spannen an den Enden
der Spannelemente entstehenden radialen Reaktionskräfte, deren Wirkungslinien von der Tragzylinderachse weg
zeigen, können dabei von zusätzlichen Befestigungselementen aufgenommen werden, (z.B. an den Stirnseiten des
Tragzylinders angebrachte oder um den Tragzylinder geschlungene Befestigungselemente, sowie Befestigungselemente,
die am Boden oder der Stuhlung angebracht sind) .
Die durch das Spannen der Spannelemente axiale Reaktions-
kraft kann von den oben erwähnten Befestigungselementen
an den Stirnseiten aufgenommen und dadurch auf den Tragzylinder übertragen werden, die Reaktionskraft kann
direkt von der Führungsbahn aufgenommen werden, so daß der Tragzylinder keine axialen Kräfte aufnehmen muß, oder
die Reaktionskraft wird über die Stuhlung ins Fundament eingeleitet.
Die andere Ausführungsweise besteht darin, daß nur ein
einziger Gurt verwendet wird, der wenigstens ein in Achsrichtung führendes Trumm aufweist, und dessen Enden an
den Stirnseiten des Tragzylinders befestigt sind, beispielsweise wiederum an den Lagerzapfen. Als Ausführungsform dieser zweiten Ausführungsweise bietet sich als
Gurtform die endlose oder endlos gemachte Schlaufe eines Gurtes an. Diese Schlaufe bildet somit zwei in Achsrichtung
laufende Trumme.
Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin ist im einzelnen folgendes dargestellt:
Man erkennt einen zu bearbeitenden Zylinder A, der sich innerhalb der Trockenpartie einer Papiermaschine befindet,
ferner einen diesem benachbarten Zylinder B, an welchem die erfindungsgemäße Vorrichtung befestigt ist.
Das Führungsbett 1 der Vorrichtung ist an Zylinder B durch Gurte oder Spannelemente mit Seilcharakteristik 4,
welche in axialer Richtung über den Zylinder B gespannt sind, am Zylinder A befestigt. Zylinder A wird entweder
extern 7 oder über einen bereits vorhandenen Antrieb auf Bearbeitungsgeschwindigkeit gebracht.
Um das Führungsbett 1 für die Vorrichtung auf dem Tragzylinder B zu befestigen, sind in bestimmten
Abstanden Schwellen 3 auf dem Führungsbett 1 angebracht. Diese Schwellen 3 dienen dem Führungsbett 1 als Auflage
auf dem Tragzylinder. Über diese Schwellen 3 werden auch die Gurte oder Spannelemente (Band, Seil, dünne Stahlstangen
usw.) 4, die auch teilbar sein können, geführt. Die Schwellen 3 besitzen Aufnahmen für die Spannelemente
4 und sind in ihrer Reihenfolge so angeordnet, daß die Spannelemente 4 über die gesamte Länge, mit zur Mitte hin
zunehmendem Abstand von der Zylinderoberfläche, abgehoben werden. Der Abstand zur Zylinderoberfläche vergrößert
sich dabei nach der Gesetzmäßigkeit der Seilgleichung, um eine gleichmäßige Anpreßkraft der Schwellen 3 zu
gewährleisten. Die Schwellen 3 sind in ihrer Entfernung von der Zylinderoberfläche höhenverstellbar und sind zur
Erhöhung des Haftreibungskoeffizienten zwischen Zylinderoberfläche
und Schwellenfuß mit einem Werkstoff, der einen hohen Haftreibungskoeffizienten besitzt (Leder,
Filz, Gummi, usw.), unterlegt. Damit das komplette Führungsbett 1 beim Spannen der axialen Spannelemente 4
nicht vom Tragzylinder abhebt, wird die Vorrichtung von radial wirkenden Spannelementen 5 oder Haltevorrichtungen
am Tragzylinder gehalten. Diese Haltevorrichtung kann z.B. am überstehenden Rand des Tragzylinders B befestigt
sein, oder kann entweder um den Zapfen des Tragzylinders, dem Tragzylinder selbst oder an einer Quertraverse sowie
am Boden angebracht werden. In bestimmten Fällen könnten die Spannelemente 4 auch um die Stuhlung geführt werden
oder an die Stuhlung anmontiert sein (Fig. 3), um die Bearbeitungsvorrichtung niederzuhalten.
Die Schwellen 3 können zusätzlich mit Rollen ausgerüstet
sein, um ein einfaches Einfahren der vormontierten Vorrichtung auf den Tragzylinder B über eine Einfahrhilfe 8
zu ermöglichen.
Um das Einsatzgebiet der Vorrichtung für Zylinder so groß wie möglich zu halten, ist sie mit einem wechselbaren
Werkzeugschlitten 2 versehen und ermöglicht so fast jede zerspannende Bearbeitung (Überdrehen, Nuten einstechen,
Fräsen, Schleifen, Höhnen, usw.). Der Werkzeugschlitten 2 ist je nach Bearbeitungsverfahren mit Antriebs- und
Positionierelementen, sowie mit Werkzeugen ausgestattet.
Um den Einsatz der Vorrichtung nicht auf einen Zylinderdurchmesser
zu beschränken, sind die Schwellen mit einer Prismenauflage versehen, welche sich für die verschiedensten
Zylinderdurchmesser eignet. Um die Vorrichtung für die unterschiedlichsten Zylinderlängen einzusetzen, ist
die Führungsbahn für den Werkzeugschlitten in der Länge mehrmals geteilt und zwar in der Form, daß jede gewünschte
Abmessung durch Anfügen oder Weglassen von Teilstücken erreichbar ist, ohne zusammengehörende, für die Führungsbahnlänge
notwendigen Teilstücke zu trennen (wenn z.B. jede Länge zwischen 0 m und 11 m mit Abstand 0,5 m
zusammenfügbar sein soll, dann empfiehlt es sich, die Teilung folgendermaßen zu wählen: 2m-2m-2m-2m-lm-0,5m-lm-0,5m).
Geometrische Fehler, die bei der Montage der Vorrichtung auftreten und Fehler der Tragzylindergeometrie, sowie
Tragzylinderlage können durch eine "Meßfahrt" des Werkzeugschlittens erfaßt und durch die frei
programmierbare Steuerung bei der anschließenden Bearbeitung kompensiert werden.
DrW/gw
29.06.1992
Anwaltsakte: P 4974
J. M. Voith GmbH
Kennwort: Gurtbefestigung
Ansprüche
1. Vorrichtung zum Bearbeiten der Mantelfläche eines Zylinders (A) innerhalb einer Papiermaschine;
1.1 mit einem Führungsbett (1), das auf einem dem Zylinder (A) benachbarten Zylinder (B) achsparallel
zu diesem auflegbar und an diesem befestigbar ist;
1.2 mit einem vom Führungsbett (1) führbaren oder fahrbaren Werkzeugschlitten (2);
1.3 mit einer Gurtkonstruktion oder Spannelementekonstruktion zum lösbaren Befestigen des Führungsbettes
(1) am Tragzylinder (B);
gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
1.4 das oder die Spannelemente (4) werden über ein Auflager (3), auf welche das Führungsbett (1)
montiert ist und welche unmittelbar auf der Mantelfläche des Tragzylinders (B) aufliegen,
geführt und zwar in der Weise, daß das oder die Spannelemente (4) das Auflager (3) und somit auch
das Führungsbett 81) gegen die Oberfläche des Tragzylinders (B) drücken;
1.5 das oder die Spannelemente (4) werden so über das
Auflager (3) des Führungsbettes (1) geführt, daß sich der Krümmungsverlauf der Spannelemente (4)
weitgehend der Seilgleichung anpaßt und demgemäß die Spannelemente in der Mitte des Tragzylinders
den größten und an den Stirnseiten des Tragzylinders den kleinsten Abstand zur Zylinderoberfläche
aufweisen.
1.6 das oder die einzelnen Spannelemente (4) verlaufen im wesentlichen in Achsrichtung zu dem
Tragzylinder (B).