EP1911880A1

EP1911880A1 - Doctor assembly

Info

Publication number: EP1911880A1
Application number: EP07116525A
Authority: EP
Inventors: Christoph Lapp
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2006-10-13
Filing date: 2007-09-17
Publication date: 2008-04-16
Anticipated expiration: 2027-09-17
Also published as: EP1911880B1; DE102006049027A1

Abstract

The scraper system has a scraper bar (6) and a blade holder (7) attached to it. A scraper blade (8) is located to a scraper system. An auxiliary mass is provided, which is resilient or oscillating or floating connected at the scraper bars. The auxiliary mass is extended over the entire length, or over a part of the scraper bar.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schabereinrichtung mit einem Schaberbalken, einer Schaberklinge und einem Klingenhalter. Auf den Oberbegriff von Anspruch 1 wird verwiesen.The invention relates to a scraper device with a scraper bar, a scraper blade and a blade holder. Reference is made to the preamble of claim 1.

Derartige Schabereinrichtungen werden zum Beispiel in der Papierindustrie eingesetzt. Hierbei dienen sie dem Reinigen der Oberfläche von Walzen, aber auch der Abnahme der Papierbahn von einem Walzenmantel, beispielsweise vom Mantel eines Trockenzylinders.Such scrapers are used, for example, in the paper industry. Here, they serve to clean the surface of rolls, but also the decrease of the paper web of a roll shell, for example, the coat of a drying cylinder.

Die Schaberklinge erstreckt sich im Allgemeinen über die gesamte Walzenbreite. Sie liegt während des Betriebes an der Mantelfläche an und bildet hierbei mit der Mantelfläche einen bestimmten Winkel mit einer der Umlaufrichtung des Walzenmantels entgegengerichteten Komponente.The doctor blade generally extends over the entire width of the roll. It lies against the jacket surface during operation and forms a certain angle with the jacket surface with a component directed counter to the direction of rotation of the roll jacket.

Die Walzen einer Papiermaschine sind in einer Stuhlung gelagert. Der Schaberbalken ist somit über die Schaberklinge als auch über die Stuhlung mit der betreffenden Walze mechanisch gekoppelt. Daher findet eine Wechselwirkung zwischen den genannten Baugruppen statt.The rolls of a paper machine are stored in a chair. The scraper bar is thus mechanically coupled via the scraper blade as well as via the stiffening with the relevant roller. Therefore, there is an interaction between said assemblies.

Die Walze, beziehungsweise der Zylinder regt das Schabersystem mit der eigenen Drehfrequenz, zum Teil auch mit mehrfach drehfrequenten Anteilen, an. Diese Fremderregung verursacht eine Schwingung des Schaberbalkens selbst.The roller, or the cylinder stimulates the scraper system with its own rotational frequency, in part, with multiple rotational frequency fractions, on. This external excitation causes a vibration of the scraper bar itself.

Diese Anregung wird dann kritisch, wenn die anregende Frequenz im Bereich der Eigenfrequenz des Schaberbalkens liegt und es zu Resonanzschwingungen kommt. Bei einer Anregung im Bereich der Eigenfrequenz des Schaberbalkens steigt die Schwingungsamplitude über das zulässige Maß hinaus an, was dazu führt, dass ein ausreichendes Anliegen der Klinge am Zylinder nicht mehr gewährleistet ist. Um einen sicheren Betrieb zu gewährleisten, ist es daher zwingend notwendig, diese Resonanzen zu vermeiden.This excitation becomes critical when the exciting frequency is in the range of the natural frequency of the doctor blade and there are resonant vibrations. With an excitation in the range of the natural frequency of the scraper bar, the oscillation amplitude increases beyond the permissible level, which leads to a sufficient concern of the blade on the cylinder is no longer guaranteed. To ensure safe operation, it is therefore imperative to avoid these resonances.

Die Auslegung des Schabersystems erfolgt daher heute gewöhnlich so, dass die erste Eigenfrequenz des Schaberbalkens mit einem gewissen Abstand oberhalb der höchsten Anregungsfrequenz liegt. Die Gestaltung des Querschnitts des Schaberbalkens ist dabei wesentlich für die erzielbare Steifigkeit und die sich ergebenden Eigenfrequenzen des Systems.The design of the scraper system is therefore usually today so that the first natural frequency of the scraper bar is above the highest excitation frequency with a certain distance. The design of the cross section of the scraper bar is essential for the achievable rigidity and the resulting natural frequencies of the system.

Die Maschinengeschwindigkeiten und -breiten sind heutzutage bereits hoch. Will man solche Resonanzen vermeiden, so muß der Schaberbalken sehr groß dimensioniert werden. Dies ist häufig kaum möglich, da der Bauraum nicht ausreicht.The machine speeds and widths are already high today. If you want to avoid such resonances, the scraper must be very large dimensions. This is often hardly possible because the space is insufficient.

Mit steigender Breite und Betriebsgeschwindigkeit verschärft sich diese Problematik zunehmend. Zum einen steigt die Frequenz der Anregung proportional zur Geschwindigkeit der Maschine. Zum anderen sinkt mit zunehmender Breite die Eigenfrequenz des Schaberbalkens, sofern der Querschnitt nicht vergrößert wird.With increasing width and operating speed, this problem is increasingly exacerbated. First, the frequency of the excitation increases in proportion to the speed of the machine. On the other hand decreases with increasing width, the natural frequency of the doctor beam, unless the cross-section is increased.

Eine Vergrößerung des zulässigen Bauraums ließe sich nur mit erheblichen Mehrkosten realisieren, da die Dimensionen der Gesamtanlage vergrößert werden müssten. Auch eine Erhöhung der Steifigkeit des Körpers durch Wahl anderer Werkstoffe mit höherem Elastizitätsmodul, was ebenfalls eine Anhebung der Eigenfrequenz zur Folge hätte, ist aufgrund der damit verbundenen Mehrkosten nicht wirtschaftlich.An increase in the permissible space could be realized only with considerable additional costs, since the dimensions of the entire system would have to be increased. An increase in the rigidity of the body by choosing other materials with a higher modulus of elasticity, which would also increase the natural frequency result, is not economical due to the associated additional costs.

Man ist stets bestrebt, Maschinengeschwindigkeit und Maschinenbreite zu steigern, um damit die Produktivität einer Anlage zu verbessern. Dies findet jedoch seine Grenze durch die genannten Schwingungsprobleme.One always strives to increase machine speed and machine width in order to improve the productivity of a plant. However, this finds its limit by the aforementioned vibration problems.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Schwingungsverhalten eines Schabersystems dahingehend zu beeinflussen, dass die Empfindlichkeit gegenüber fremderregten Schwingungen deutlich gesenkt wird und ein sicherer Betrieb auch unter Einfluss anregender Frequenzen im Bereich der ersten Eigenfrequenz des konventionell ausgelegten Systems möglich wird.The invention has for its object to influence the vibration behavior of a scraper system to the extent that the sensitivity to externally excited vibrations is significantly reduced and safe operation also under the influence of exciting frequencies in the range of the first natural frequency of the conventionally designed system is possible.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Demgemäß wird mindestens eine Zusatzmasse vorgesehen. Diese wird an den Schaberbalken federnd, oder pendelnd, oder schwimmend angeschlossen. Auch eine Kombination aus diesen drei Maßnahmen ist denkbar.This object is solved by the features of claim 1. Accordingly, at least one additional mass is provided. This is connected to the scraper springy, or oscillating, or floating. A combination of these three measures is conceivable.

Es gibt zahlreiche Möglichkeiten die Erfindung zu verwirklichen. Prinzipiell kann sich die Zusatzmasse über die gesamte Länge des Schaberbalkens erstrecken und wenigstens annähernd so lang sein wie dieser selbst. Es sind jedoch auch Ausführungen möglich, bei denen die Länge der Zusatzmasse kleiner oder deutlich kleiner als die Länge des Schaberbalkens ist. Auch ist es denkbar, die Zusatzmasse länger als den Schaberbalken auszuführen.There are numerous ways to realize the invention. In principle, the additional mass can extend over the entire length of the scraper bar and be at least approximately as long as this itself. However, embodiments are also possible in which the length of the additional mass is smaller or significantly smaller than the length of the scraper bar. It is also conceivable to carry out the additional mass longer than the scraper bar.

Der Schaberbalken kann hohl sein. Dies bietet die Möglichkeit, die Zusatzmasse im Inneren des Schaberbalkens unterzubringen. Die Zusatzmasse kann aber auch außerhalb des Schabers beispielsweise in einem Gehäuse vorgesehen werden.The scraper bar can be hollow. This offers the possibility to accommodate the additional mass inside the scraper bar. The additional mass can also be provided outside the scraper, for example in a housing.

Wenn der Schaberbalken hohl, beispielsweise in Form eines Hohlprofils, ausgeführt ist, kann er eine im Querschnitt geschlossene Kontur oder eine offene Kontur aufweisen. Die Wandstärke des Schaberbalkens kann über seinem Umfang und/oder über seiner Länge variieren. Die Öffnung in der Kontur kann beispielsweise der Walze beziehungsweise dem Zylinder, welche/welcher an ihrer/seiner Oberfläche mittels der Schaberklinge gereinigt wird, zugewandt sein. Insbesondere kann die Öffnung zusammen mit der am Schaberbalken angeschlossenen Schaberklinge derart gegenüber der Walze beziehungsweise dem Zylinder ausgerichtet sein, dass von der Walze beziehungsweise dem Zylinder abgeschabte Partikel durch die Öffnung hindurch in den Schaberbalken einfallen und somit im Schaberbalken gesammelt oder abtransportiert werden können.If the scraper bar is hollow, for example in the form of a hollow profile, it can have a contour that is closed in cross-section or an open contour. The wall thickness of the scraper bar may vary over its circumference and / or over its length. The opening in the contour can, for example, face the roller or the cylinder, which is cleaned on its surface by means of the doctor blade. In particular, the opening, together with the scraper blade connected to the doctor blade, can be aligned with respect to the roller or cylinder in such a way that particles scraped off the roller or the cylinder fall through the opening into the scraper bar and can thus be collected or transported away in the scraper bar.

Die Zusatzmasse kann in verschiedensten Formen ausgeführt sein. Beispielsweise kommt eine Kugelform, eine Stabform, eine Quaderform, eine Zylinderform oder die Form eines Vielecks in Betracht. Andere Formen sind möglich.The additional mass can be designed in various forms. For example, a spherical shape, a rod shape, a cuboid shape, a cylindrical shape or the shape of a polygon come into consideration. Other shapes are possible.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnungen exemplarisch erläutert. Darin ist im Einzelnen folgendes dargestellt:

Figur 1: zeigt in einer Seitenansicht einen Trockenzylinder einer Trockenpartie einer Papiermaschine.
Figur 2: zeigt in schematisch, perspektivischer Darstellung eine erste Ausführungsform einer Schabereinrichtung.
Figur 3: zeigt wiederum in schematischer Darstellung eine zweite Ausführungsform einer Schabereinrichtung.
Figur 4: zeigt in schematischer Darstellung eine dritte Ausführungsform einer Schabereinrichtung.
Figur 5: zeigt in schematischer Darstellung eine vierte Ausführungsform einer Schabereinrichtung.
Figur 6: zeigt in schematischer Darstellung eine fünfte Ausführungsform einer Schabereinrichtung.

The invention is explained by way of example with reference to the drawings. The following is shown in detail:

FIG. 1: shows a side view of a drying cylinder of a dryer section of a paper machine.
FIG. 2: shows a schematic, perspective view of a first embodiment of a scraper device.
FIG. 3: again shows a schematic representation of a second embodiment of a scraper device.
FIG. 4: shows a schematic representation of a third embodiment of a scraper device.
FIG. 5: shows a schematic representation of a fourth embodiment of a scraper device.
FIG. 6: shows a schematic representation of a fifth embodiment of a scraper device.

In Figur 1 erkennt man im einzelnen einen Trockenzylinder 1 einer Papiermaschine. Dieser Trockenzylinder ist in der Trockenpartie angeordnet, wobei die letztere in der Regel eine Vielzahl von Trockenzylindern beziehungsweise mit dem Trockenzylinder zusammenarbeitenden Zylindern aufweist. Der Trockenzylinder 1 ist in einer Stuhlung 2 drehbar gelagert. Eine zu trocknende Papierbahn 3 wird über eine Leitwalze 4 an die Mantelfläche des Zylinders 1 herangeführt.FIG. 1 shows in detail a drying cylinder 1 of a paper machine. This drying cylinder is arranged in the drying section, the latter usually having a plurality of drying cylinders or cylinders cooperating with the drying cylinder. The drying cylinder 1 is rotatably mounted in a chair 2. A paper web 3 to be dried is guided over a guide roller 4 to the lateral surface of the cylinder 1.

Eine Schabereinrichtung 5 erstreckt sich über den Zylinder 1. Die Schabereinrichtung 5 umfasst einen Schaberbalken 6, einen Klingenhalter 7 und eine Schaberklinge 8. Die Schaberklinge 8 ist gegen die Mantelfläche des Trockenzylinders 1 angestellt. Die Schaberklinge 8 nimmt die Papierbahn, welche je nach Ausgestaltung der Trockenpartie weitgehend getrocknet sein kann, von der Mantelfläche des Trockenzylinders 1 ab.A scraper device 5 extends over the cylinder 1. The scraper device 5 comprises a scraper bar 6, a blade holder 7 and a scraper blade 8. The scraper blade 8 is set against the lateral surface of the drying cylinder 1. The doctor blade 8 takes the paper web, which may be largely dried depending on the configuration of the dryer section, from the lateral surface of the drying cylinder 1 from.

In Figur 2 erkennt man einen hohlen Schaberbalken 6 mit einer darin befindlichen Zusatzmasse 9, welche durch ein Feder-, oder Feder-Dämpfer-Element 10 mit diesem in Verbindung steht.In Figure 2 can be seen a hollow scraper bar 6 with an additional mass 9 therein, which is connected by a spring or spring-damper element 10 with this.

In Figur 3 ist eine zweite Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Sie zeigt eine Zusatzmasse 9, welche durch ein Pendelelement 11 in einem hohlen Schaberbalken 6 an demselben angeschlossen ist.FIG. 3 shows a second embodiment of the invention. It shows an additional mass 9, which is connected by a pendulum element 11 in a hollow scraper bar 6 at the same.

Die in Figur 4 dargestellte dritte Ausführungsform der Erfindung zeigt im Einzelnen einen hohlen Schaberbalken 6 mit einer darin eingeschlossenen hochviskosen Flüssigkeit 12- beispielsweise ein Gel. Im Gel ist eine Zusatzmasse 9 eingelagert, die lose auf dem Boden des Schaberbalkens 6 aufliegt. Statt eines Gels kommen auch andere Flüssigkeiten in Betracht, beispielsweise Öl oder Wasser.In detail, the third embodiment of the invention shown in FIG. 4 shows a hollow scraper bar 6 with a high-viscosity liquid 12, for example a gel, enclosed therein. In the gel an additional mass 9 is embedded, which rests loosely on the bottom of the scraper bar 6. Instead of a gel, other liquids come into consideration, such as oil or water.

Die in Figur 5 gezeigte vierte Ausführungsform der Erfindung weist wiederum einen Schaberbalken 6 auf. An diesem ist eine Zusatzmasse 9 über ein Feder- oder Feder-Dämpfer-Element 10 angeschlossen. Unter Feder-Dämpfer-Element ist ein Element zu verstehen, welches sowohl eine federnde als auch eine dämpfende Wirkung beim Schwingen der Zusatzmasse bewirkt. Die Zusatzmasse 9 und das Feder-Dämpfer-Element 10 sind in einem Gehäuse 13 untergebracht.The fourth embodiment of the invention shown in FIG. 5 again has a scraper bar 6. At this an additional mass 9 is connected via a spring or spring-damper element 10. Under spring-damper element is an element to understand, which causes both a resilient and a damping effect when swinging the additional mass. The additional mass 9 and the spring-damper element 10 are housed in a housing 13.

Der Schaberbalken 6 kann massiv, oder hohl sein. Alternativ sind Ausführungsformen mit einem offenen Hohlprofil denkbar, beispielsweise in Form einer Rinne. Eine solche offene Kontur ist in der Figur 6 dargestellt. Die Öffnung 14 im Schaberbalken 6 ist dem Zylinder 1 zugewandt. Wenn die Schabereinrichtung beispielsweise zum Reinigen der Oberflächen des Zylinders 1 eingesetzt wird, fallen von der Oberfläche des Zylinders 1 abgelöste Partikel aufgrund der unmittelbar neben der Öffnung beziehungsweise im Bereich neben der Öffnung 14 angeschlossenen Schaberklinge 8 durch die Öffnung 14 in den Schaberbalken 6 hinein. Zur Vereinfachung ist die Zusatzmasse in der Figur 6 nicht dargestellt.The scraper bar 6 can be solid or hollow. Alternatively, embodiments with an open hollow profile are conceivable, for example in the form of a groove. Such an open contour is shown in FIG. The opening 14 in the scraper bar 6 faces the cylinder 1. For example, when the scraper is used to clean the surfaces of the cylinder 1, they fall from the surface of the cylinder 1 detached particles due to the immediately adjacent to the opening or in the area adjacent to the opening 14 scraper blade 8 through the opening 14 in the scraper bar 6 in. For simplicity, the additional mass is not shown in the figure 6.

Die in den Figuren 2 bis 5 gezeigten Zusatzmassen 9 sind als Stäbe ausgeführt, welche sich über die gesamte Länge, oder über einen wesentlichen Teil des Schaberbalkens 6 erstrecken. Es sind aber auch weitere Gestaltungsformen der Zusatzmasse 9, wie beispielsweise eine Kugel denkbar. Des Weiteren können in den Figuren 2 bis 5 jeweils mehrere Zusatzmassen 9 vorgesehen werden. Die Zusatzmasse 9 kann aus Metall oder einem anderen Material bestehen.The additional masses 9 shown in FIGS. 2 to 5 are designed as rods which extend over the entire length or over a substantial part of the scraper bar 6. But there are also other forms of additional mass 9, such as a ball conceivable. Furthermore, several additional masses 9 can be provided in FIGS. 2 to 5. The additional mass 9 may be made of metal or another material.

LIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Trockenzylinderdrying cylinders
22: Stuhlungframing
33: Papierbahnpaper web
44: Leitwalzeguide roll
55: Schabereinrichtungdoctor means
66: Schaberbalkendoctor beam
77: Klingenhalterblade holder
88th: Schaberklingescraper blade
99: Zusatzmasseadditional mass
1010: Feder- oder Feder-Dämpfer-ElementSpring or spring damper element
1111: Pendelelementshuttle
1212: hochviskose Flüssigkeit (Gel)highly viscous liquid (gel)
1313: Gehäusecasing
1414: Öffnungopening

Claims

scraper system 1.1 with a scraper bar (6);

1.2 with an attached blade holder (7);

1.3 with a scraper blade (8) attached thereto;
characterized by the following features:

1.4 it is provided at least one additional mass (9);

1.5 the additional mass (9) is connected to the scraper bar (6) resilient, or pendulum, or floating.

Scraper system according to claim 1, characterized in that the additional mass (9) extends over the entire length, or over a part of the scraper bar (6).

Scraper system according to claim 1 or 2, characterized in that the center of gravity of the at least one additional mass (9) lies in the middle of the scraper bar (6).

Scraper system according to one of claims 1 to 3, characterized in that the additional mass (9) in the order of 5 to 20 percent of the total mass of the scraper bar (6).

Scraper system according to one of claims 1 to 4, characterized in that the scraper bar (6) is hollow, with a closed circumference or with an open circumference, and that the additional mass (9) is arranged in particular within the scraper bar (6).

Scraper system according to one of claims 1 to 5, characterized in that the additional mass (9) outside the scraper bar (6) is arranged.

Scraper system according to one of claims 1 to 6, characterized in that the additional mass (9) in the form of a sphere, a rod, a cuboid, a cylinder and / or a polygon is executed.

Scraper system according to one of claims 1 to 7, characterized in that the additional mass (9) made of metal or other material, in particular plastic.

Scraper system according to one of claims 1 to 8, characterized in that the scraper bar (6) is solid or hollow.

Scraper system according to one of claims 1 to 9, characterized in that the at least one additional mass (9) via a spring-damping element (10) is connected to the scraper bar (6).