EP1911880B1

EP1911880B1 - Schabereinrichtung

Info

Publication number: EP1911880B1
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: 2012-06-27
Anticipated expiration: 2027-09-17
Also published as: EP1911880A1; DE102006049027A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Schabereinrichtung mit einem Schaberbalken, einer Schaberklinge und einem Klingenhalter. Auf den Oberbegriff von Anspruch 1 wird verwiesen.
Derartige Schabereinrichtungen sind aus der US 5 269 846 bekannt und 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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Demgemäß wird mindestens eine Zusatzmasse vorgesehen. Diese wird an den Schaberbalken federnd, oder pendelnd angeschlossen. Auch eine Kombination aus diesen zwei Maßnahmen ist denkbar.
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.
Der Schaberbalken ist hohl. Dies bietet die Möglichkeit, die Zusatzmasse im Inneren des Schaberbalkens unterzubringen.
Der Schaberbalken beispielsweise in Form eines Hohlprofils, weist eine im Querschnitt geschlossene Kontur auf. Die Wandstärke des Schaberbalkens kann über seinem Umfang und/oder über seiner Länge variieren.
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.
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 eines Beispiels einer Schabereinrichtung, das nicht unter die beanspruchte Erfindung fällt
Figur 5: zeigt in schematischer Darstellung eines Beispiels einer Schabereinrichtung, das nicht unter die beanspruchte Erfindung fällt
Figur 6: zeigt in schematischer Darstellung eines Beispiels einer Schabereinrichtung, das nicht unter die beanspruchte Erfindung fällt

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.
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.
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 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.
Das in Figur 4 dargestellte Beispiel 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.
Das in Figur 5 gezeigte Beispiel 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.
Der Schaberbalken 6 ist hohl. Alternativ sind Ausführungsformen, die nicht unter die beanspruchte Erfindung fallen, 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.
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 Kunststoff bestehen.

Bezugszeichenliste

1: Trockenzylinder
2: Stuhlung
3: Papierbahn
4: Leitwalze
5: Schabereinrichtung
6: Schaberbalken
7: Klingenhalter
8: Schaberklinge
9: Zusatzmasse
10: Feder- oder Feder-Dämpfer-Element
11: Pendelelement
12: hochviskose Flüssigkeit (Gel)
13: Gehäuse
14: Öffnung

Claims

Schabersystem
mit einem Schaberbalken (6); wobei der Schaberbalken (6) hohl ist, mit einem geschlossenen Umfang;
mit einem an dem Schaberbalken (6) befestigtenKlingenhalter (7);
mit einer daran befindlichen Schaberklinge (8);
es ist mindestens eine Zusatzmasse (9) vorgesehen;
dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzmasse (9) innerhalb des Schaberbalkens (6) angeordnet ist;
die Zusatzmasse (9) durch ein Feder-, oder ein Feder-Dämpfer-Element (10) oder ein Pendelement (11) an den Schaberbalken (6) angeschlossen ist,
der Schwerpunkt der mindestens einen Zusatzmasse (9) in der Mitte des Schaberbalkens (6) liegt.
Schabersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Zusatzmasse (9) über die gesamte Länge, oder über einen Teil des Schaberbalkens (6) erstreckt
Schabersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzmasse (9) in der Größenordnung von 5 bis 20 Prozent der Gesamtmasse des Schaberbalkens (6) liegt.
Schabersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzmasse (9) in Gestalt einer Kugel, eines Stabes, eines Quaders, eines Zylinders und/oder eines Vielecks ausgeführt ist.
Schabersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzmasse (9) aus Metall oder Kunststoff besteht.