EP2418320A1

EP2418320A1 - Schüttelvorrichtung zum Hin- und Herbewegen einer Walze entlang einer Achse derselben

Info

Publication number: EP2418320A1
Application number: EP11165421A
Authority: EP
Inventors: Heinrich Peter Weyermann; Andreas Schilz
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2010-08-11
Filing date: 2011-05-10
Publication date: 2012-02-15
Also published as: DE102010039197A1; CN202688762U

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schüttelvorrichtung (1) zum Hin- und Herbewegen einer Walze (2) entlang einer Achse (L) derselben, insbesondere einer Walze (2) für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Verpackungspapierbahn, die einen ersten, mit der Walze (2) in Richtung der Walzenachse (L) verbundenen Exzenterantrieb (10) und einen zweiten, mit der Walze (2) in Richtung der Walzenachse (L) verbundenen Exzenterantrieb (11), aufweist, wobei die beiden Exzenterantriebe (10, 11) von mindestens einem Motor, vorzugsweise von zwei Motoren, angetrieben sind, wobei die beiden Exzenterantriebe (10, 11) auf bzw. in einer gemeinsamen und beweglichen bzw. verfahrbaren Einrichtung (6) gelagert sind und wobei die Walze (2) und die Einrichtung (6) mittels einer Schüttelstange (9) mittel- oder unmittelbar miteinander verbunden sind. Die erfindungsgemäße Schüttelvorrichtung (1) ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schüttelstange (9) in mindestens zwei Teile, insbesondere mindestens ein Grundelement (9.1; 9.1, 9.3) und mindestens ein vorzugsweise einteiliges Verlängerungselement (9.2) segmentiert ist, wobei wenigstens ein Element, insbesondere das mindestens eine Verlängerungselement (9.2) mittels wenigstens eines Haltesystems (17) gelagert ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schüttelvorrichtung zum Hin- und Herbewegen einer Walze entlang einer Achse derselben, insbesondere einer Walze für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Verpackungspapierbahn, die einen ersten, mit der Walze in Richtung der Walzenachse verbundenen Exzenterantrieb und einen zweiten, mit der Walze in Richtung der Walzenachse verbundenen Exzenterantrieb, aufweist, wobei die beiden Exzenterantriebe von mindestens einem Motor, vorzugsweise von zwei Motoren, angetrieben sind, wobei die beiden Exzenterantriebe auf bzw. in einer gemeinsamen und beweglichen bzw. verfahrbaren Einrichtung gelagert sind und wobei die Walze und die Einrichtung mittels einer Schüttelstange mittel- oder unmittelbar miteinander verbunden sind.
Eine derartige Schüttelvorrichtung ist beispielsweise aus der Druckschrift EP 1 624 102 B1 bekannt.
Diese weitgehend reaktionskräftefrei arbeitende Schüttelvorrichtung basiert auf direkt angetriebenen Massenpaaren mittels hochdynamischer Drehstromantriebe mit Winkelgleichlaufregelung, wobei die Massenpaare in einer hydrostatisch gelagerten Einrichtung, beispielsweise einem Schlitten, einem Gestell oder einem Rahmen, angeordnet sind. Die beiden Massenpaare einer derartigen Schüttelvorrichtung können jedoch auch mittels einer nur einen Antriebsmotor aufweisenden Antriebseinrichtung angetrieben sein. Zudem kann anstelle eines Elektromotors auch ein Hydraulikmotor eingesetzt werden.
Durch die Verstellung des Winkels zwischen den beiden Massenpaaren von 0 bis 180° (in Umlaufrichtung) kann eine an einer Schüttelstange wirkende Massenkraft stufenlos eingestellt werden. Über die Drehgeschwindigkeit der beiden Massenpaare kann ebenfalls die Frequenz stufenlos eingestellt werden.
Die Übertragung der erzeugten Rotationsenergie erfolgt mittels der Schüttelstange auf eine beispielhafte Brustwalze einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn. Die Einheit "Schlitten mit Brustwalze" ist ein in horizontaler Richtung - mit einem gemeinsamen mechanischen Nullpunkt - frei schwingendes System.
Diese Schüttelvorrichtung weist überdies folgende Eigenschaften auf:

Hochfrequente Schüttelung
Auch bei Maschinengeschwindigkeiten von bis zu 1.200 m/min lässt sich die
Formation in der herzustellenden Faserstoffbahn deutlich verbessern.
Steuerbares Reißlängenverhältnis
Durch eine Anpassung von Hub und Frequenz der Schüttelung kann das Reißlängenverhältnis in der herzustellenden Faserstoffbahn in weiten Grenzen frei gewählt werden.

Es ergibt sich somit folgender allgemeiner Nutzen für den Betreiber der Schüttelvorrichtung:

Beste Formation in der herzustellenden Faserstoffbahn durch eine gleichmäßige Faserverteilung bei einer deutlichen Verbesserung der Papierqualität - mit Vorteilen bei der Weiterverarbeitung, beim Streichen, Imprägnieren und Bedrucken der herzustellenden Faserstoffbahn.
Verbesserte Dimensionsstabilität durch eine gezielte Faserausrichtung in der herzustellenden Faserstoffbahn.
Reduzierte Instandhaltungskosten durch eine geringe Beanspruchung und einen reduzierten Verschleiß.

Und der spezifische Nutzen für den Betreiber der Schüttelvorrichtung ist:

Signifikante Verbesserung der Formation in der herzustellenden Faserstoffbahn.
Reduzierung des Reißlängenverhältnisses in der herzustellenden Faserstoffbahn.
Verbesserung von weiteren Qualitätsparametern, wie Berstfestigkeit, Stauchwiderstand (SCT-CD), etc. in der herzustellenden Faserstoffbahn.
Keine Reaktionskräfte. Das Fundament muss nur das Eigengewicht der Schüttelvorrichtung tragen, keine Übertragung von störenden Schwingungen auf weitere Partien der Maschine, wie beispielsweise auf den Stoffauflauf und die Siebpartie.
Die Ausführung ist kompakt, robust und gekapselt. Die Einrichtung bzw. der Schlitten ist vorzugsweise hydrostatisch gelagert, die Schmierung wird systemintegriert nach dem Umlaufprinzip sichergestellt.

Die bekannten Schüttelvorrichtungen weisen gewöhnlich immer einen fixen Abstand zwischen der jeweils zu bewegenden Walze und der dazugehörigen bewegbaren Einrichtung auf, so dass sogleich immer gleiche und standardisierte Schüttelstangen ihre Verwendung finden können. Damit gehen im Regelfall eine mangelnde Einbaubarkeit und eine schlechte Zugänglichkeit zu weiteren Komponenten, insbesondere Maschinenkomponenten der Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn einher. Überdies steht selbst im Falle eines kleinen Umbaus gewöhnlich ein erhöhter Aufwand an, da bereits bestehende Rohrleitungen verlegt und vorhandene Einrichtungen versetzt werden müssen.
Die Verwendung von kürzeren Schüttelstangen könnte zwar in einigen Fällen eine Abhilfe der genannten Schwierigkeiten bewirken, jedoch wäre sie mit einem erhöhten Ausrichtaufwand verbunden. Eine mangelnde Ausrichtung von kürzeren Schüttelstangen bewirkt in bekannter Weise einen erhöhten Verschleiß, erhöhte Kräfte, insbesondere Querkräfte sowohl in den Lagereinheiten der bewegbaren Einrichtung als auch an dem anderen Ende, namentlich an der zu bewegenden Walze und damit einhergehend erhöhte Temperaturen. Ein vorzeitiger Ausfall der Lager, insbesondere der Hauptlager der Schüttelvorrichtung und/oder der Brustwalzenlager ist regelmäßig die Folge. Diese beispielhaft genannten Erhöhungen münden schließlich in einem erhöhten Wartungsaufwand für kürzere Schüttelstangen bei gewöhnlich kürzeren Standzeiten.
Auch könnte die Verwendung von längeren Schüttelstangen in einigen Fällen eine Abhilfe der genannten Schwierigkeiten bewirken, jedoch wäre sie durch höhere ungestützte Massen, größere Durchbiegungen und höhere Radialbelastungen der Axiallager gekennzeichnet. Und höhere Massen mit höheren Kantenbelastungen bewirkten innerhalb der Schüttelvorrichtung in bekannter Weise eine Erhöhung der Temperatur und somit wiederum eine Reduzierung der Standzeit.
Es ist also Aufgabe der Erfindung, eine Schüttelvorrichtung der eingangs genannten Art derart zu verbessern, dass die genannten Nachteile des Stands der Technik weitestgehend reduziert, vorzugsweise sogar gänzlich vermieden werden. Insbesondere soll die Möglichkeit eines variablen Abstands zwischen der jeweils zu bewegenden Walze und der dazugehörigen bewegbaren Einrichtung geschaffen werden. Dabei sollen zusätzliche Lasten und einer erhöhter Ausrichtaufwand größtmöglich vermieden werden und die Ausführung soll konstruktiv einfach und betriebssicher sein.
Diese Aufgabe wird bei einer Schüttelvorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Schüttelstange in mindestens zwei Teile, insbesondere mindestens ein Grundelement und mindestens ein vorzugsweise einteiliges Verlängerungselement segmentiert ist, wobei wenigstens ein Element, insbesondere das mindestens eine Verlängerungselement mittels wenigstens eines Haltesystems gelagert ist.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst.
Die erfindungsgemäße Segmentierung der Schüttelstange in mindestens zwei variable Teile bewirkt eine Abkehr vom bisherigen fixen Abstand zwischen der jeweils zu bewegenden Walze und der dazugehörigen bewegbaren Einrichtung. In Abhängigkeit von der Auslegung der erfindungsgemäßen Schüttelstange werden eine mangelnde Einbaubarkeit und eine schlechte Zugänglichkeit zu weiteren Komponenten, insbesondere Maschinenkomponenten der Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn gänzlich verworfen. Der genannte Abstand kann nunmehr variabel gestaltet werden, so dass selbst bei einem größeren Umbau bestehende Rohrleitungen nicht mehr verlegt und vorhandene Einrichtungen nicht mehr versetzt werden müssen.
Aufgrund der Lagerung des wenigstens einen Elements, insbesondere des mindestens einen Verlängerungselements mittels wenigstens eines Haltesystems werden sowohl etwaige zusätzliche Massen bestens aufgenommen als auch größere Durchbiegungen und höhere Radialbelastungen der Axiallager weitestgehend vermieden. Einer Erhöhung der Temperatur und einer Reduzierung der Standzeit der Schüttelvorrichtung wird wirksam entgegengewirkt.
In einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Schüttelstange in zwei Teile segmentiert ist, wobei das Verlängerungselement vorzugsweise unmittelbar mit der Einrichtung oder mit der Walze verbunden ist. Diese Ausführung stellt im Grunde die einfachste Möglichkeit der Segmentierung dar, ist jedoch durch eine große Praxisnähe bei zeitgleicher Verwirklichung der genannten erfindungsgemäßen Vorteile geprägt.
Und in einer zweiten bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Schüttelstange in drei Teile segmentiert ist, wobei das Verlängerungselement zwischen den beiden Grundelementen oder das Grundelement zwischen den beiden Verlängerungselementen angeordnet ist. Selbstverständlich können auch zwei funktionsgleiche Elemente unmittelbar benachbart angeordnet sein. Diese Ausführung der Segmentierung weist ein breites Verwendungsspektrum bei wiederum zeitgleicher Verwirklichung der genannten erfindungsgemäßen Vorteile auf.
Das wenigstens ein Element, insbesondere das mindestens eine Verlängerungselement lagernde Haltesystem ist bevorzugt mit einem Führungssystem zur linearen oder annähernd linearen Führung des gelagerten Elements, insbesondere des Verlängerungselements versehen. Das Haltesystem kann dabei sowohl hängend als auch stehend wirken. Und die lineare oder annähernd lineare Führung des gelagerten Elements, insbesondere des Verlängerungselements bewirkt eine effektive Vermeidung von Spannungen und Kräften, insbesondere Querkräften.
In einer ersten Ausgestaltung umfasst das Führungssystem zur linearen oder annähernd linearen Führung des gelagerten Elements, insbesondere des Verlängerungselements wenigstens ein Federsystem mit mindestens zwei parallel angeordneten Federelementen und/oder Federpaketen. Dadurch ist eine Stabilität des Führungssystems in weiteren Richtungen gegebenen und eine Ausknickung des Führungssystems wird effektiv unterbunden. Das Federsystem kann dabei, je nach Anordnung, sowohl hängend als auch stehend wirken.
Das Federsystem umfasst bevorzugt mindestens zwei parallele Einzelfedern und/oder Federpakete, die vorzugsweise aus einem Glasfaser-Verbund-Werkstoff bestehen. Und die Einzelfeder und/oder das Federpaket des Federsystems weist bevorzugt eine Federlänge im Bereich von 200 bis 2.000 mm, vorzugsweise von 500 bis 1.500 mm, insbesondere von 800 bis 1.200 mm, eine Federbreite im Bereich von 50 bis 600 mm, vorzugsweise von 100 bis 500 mm, insbesondere von 150 bis 400 mm, und eine Federdicke im Bereich von 1 bis 20 mm, vorzugsweise von 5 bis 15 mm, insbesondere von 8 bis 12 mm, auf. Die Eigenschaften gewährleisten ein höchst funktionales Federsystem.
In einer zweiten Ausgestaltung umfasst das Führungssystem zur linearen oder annähernd linearen Führung des gelagerten Elements, insbesondere des Verlängerungselements wenigstens ein Seil-, Gurt- oder Riemensystem. Dadurch ist erneut eine Stabilität des Führungssystems in weiteren Richtungen gegeben und eine Ausknickung des Führungssystems wird effektiv unterbunden. Diese Systeme können jedoch nur hängend wirken.
Und in einer dritten Ausgestaltung umfasst das Führungssystem zur linearen oder annähernd linearen Führung des gelagerten Elements, insbesondere des Verlängerungselements wenigstens ein Linearführungssystem, insbesondere eine Rollenlagerung oder eine hydrostatische Führung. Ein derartiges Linearführungssystem zeichnet sich insbesondere durch eine hohe Präzision bei einem geringen Wartungsaufwand aus.
Die Verbindung zwischen der Walze und der Einrichtung mittels der Schüttelstange umfasst bevorzugt wenigstens ein zumindest zeitweise fixierbares, insbesondere klemmbares Kugelgelenk. Ein derartiges Kugelgelenk gewährleistet eine weitestgehend axiale Kraftübertragung und vermeidet wirksam die Übertragung von nachteilhaften Querkräften. Und das Erfordernis einer hohen Ausrichtgenauigkeit wird auch in dem Falle einer Nachjustierung der beiden Baueinheiten Walze und Einrichtung merklich reduziert. Die Fixierung, insbesondere Klemmung des Kugelgelenks findet zumindest während des Betriebs der Schüttelvorrichtung statt.
Eine Schüttelvorrichtung mit einer Schüttelstange, die wenigstens ein derartiges und zumindest zeitweise fixierbares, insbesondere klemmbares Kugelgelenk aufweist, ist in der deutschen Patentanmeldung mit dem Anmelder-Aktenzeichen HPB14657 DE - "DS-Schüttelstange (Kugel)" und dem gleichen Anmeldetag offenbart. Der diesbezügliche Offenbarungsgehalt dieser deutschen Patentanmeldung wird hiermit zum Gegenstand der vorliegenden Beschreibung gemacht.
Überdies weist die Schüttelvorrichtung bevorzugt eine Schüttelkennzahl im Bereich von 1.500 bis 6.000 [1000/min] auf, wobei sich die Schüttelkennzahl aus folgender Formel errechnet:

Schüttelkennzahl = (Schüttelfrequenz² × Schüttelhub) / Siebgeschwindigkeit

Die Einheiten der einzelnen Größen sind dabei wie folgt: Schüttelkennzahl SKZ in [1000/min], Schüttelfrequenz n in [1/min], Schüttelhub s in [mm] und Siebgeschwindigkeit ^VSieb in [m/min].
Und der jeweilige Exzenterantrieb weist bevorzugt ein maximales Antriebsmoment im Bereich von 100 bis 750 Nm, vorzugsweise von 125 bis 700 Nm, insbesondere von 150 bis 600 Nm, bei einer Schüttelfrequenz von 100 bis 700 1/min, vorzugsweise von 150 bis 600 1/min, und bei einem Schüttelhub von 0,1 bis 30 mm, vorzugsweise von 0,1 bis 25 mm, auf. Diese Eigenschaften sind für das Erreichen der eingangs genannten Vorteile und Nutzen der Schüttelvorrichtung wesentlich.
Die Lageregelung der Schüttelvorrichtung kann beispielsweise gemäß der Offenbarung der bereits genannten Druckschrift EP 1 624 102 B1 erfolgen. Dabei kann die Einrichtung ein System zur Zentrierung bzw. zur Beibehaltung eines gemeinsamen Nullpunkts zwischen der Walze und der Einrichtung in Bezug auf von außen wirkende Störgrößen aufweisen. Als System kann eine von einer Regeleinrichtung beaufschlagte motorische Verstelleinrichtung vorgesehen sein.
Die erfindungsgemäße Schüttelvorrichtung lässt sich in hervorragender Weise auch in einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Verpackungspapierbahn verwenden. Dabei ergeben sich dann die bereits vorstehend erwähnten erfindungsgemäßen Vorteile.
Die Maschine kann dabei in einer ersten bevorzugten Ausführungsform als eine eine Walze, insbesondere eine Brustwalze aufweisende Langsiebmaschine ausgebildet sein. Dabei bewegt die erfindungsgemäße Schüttelvorrichtung die Walze, insbesondere die Brustwalze hin und her. Eine derartige Langsiebmaschine ist beispielsweise aus der Druckschrift DE 101 16 867 A1 , deren diesbezüglicher Inhalt hiermit zum Gegenstand der vorliegenden Beschreibung gemacht wird.
In einer zweiten bevorzugten Ausführungsform kann die Maschine als eine mindestens eine Walze, insbesondere Brustwalze aufweisende Mehrlagenmaschine ausgebildet sein. Dabei bewegt die erfindungsgemäße Schüttelvorrichtung zumindest eine Walze, insbesondere eine Brustwalze hin und her. Eine derartige Mehrlagenmaschine ist beispielsweise aus den Druckschriften DE 40 31 038 A1 , DE 100 15 828 A1 und DE 102 23 398 A1 bekannt, deren diesbezüglicher Inhalt hiermit zum Gegenstand der vorliegenden Beschreibung gemacht wird.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
Es zeigen

Figur 1: eine schematische und teilweise geschnittene Seitenansicht einer bekannten Schüttelvorrichtung zum Hin- und Herbewegen einer Walze für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn;
Figur 2: eine schematische und teilweise geschnittene Seitenansicht einer ersten bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schüttelvorrichtung zum Hin- und Herbewegen einer Walze für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn;
Figur 3: eine schematische und teilweise geschnittene Seitenansicht einer zweiten bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schüttelvorrichtung zum Hin- und Herbewegen einer Walze für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn;
Figur 4: eine schematische und teilweise geschnittene Seitenansicht einer dritten bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schüttelvorrichtung zum Hin- und Herbewegen einer Walze für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn; und
Figur 5: schematische und teilweise geschnittene Seitenansichten von drei beispielhaften Führungssystemen der erfindungsgemäßen Schüttelvorrichtung zum Hin- und Herbewegen einer Walze für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn.

Die Figur 1 zeigt eine schematische und teilweise geschnittene Seitenansicht einer bekannten Schüttelvorrichtung 1 zum Hin- und Herbewegen einer Walze 2 für eine nicht näher dargestellte Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn. Die Walze 2 wird dabei entlang ihrer Längsachse L hin- und herbewegt.
Bei der Faserstoffbahn kann es sich insbesondere um eine Papier-, Karton- oder Verpackungspapierbahn handeln.
Die Walze 2 ist an schematisch angedeuteten Walzenlagern 3, 4 drehbar und in Axialrichtung, also entlang ihrer Längsachse L beweglich gelagert. Die Walze 2 ist über eine im Allgemeinen lösbar ausgestaltete Kupplung 5 mit der Schüttelvorrichtung 1 verbunden. Die Schüttelvorrichtung 1 dient zum Schütteln, also zum Hin- und Herbewegen der Walze 2 entlang ihrer Längsachse L, wie es durch einen Doppelpfeil A angedeutet ist.
Die Schüttelvorrichtung 1 weist eine Einrichtung 6, beispielsweise einen Schlitten, ein Gestell oder einen Rahmen, auf, die an Einrichtungslagern 7, 8 in Richtung des Doppelpfeils A, also entlang der Längsachse L der Walze 2 beweglich bzw. verfahrbar gelagert ist.
Die Einrichtung 6 ist an einem axialen Ende starr mit einer Schüttelstange 9 versehen, die starr in die Kupplung 5 übergeht, derart, dass eine Hin- und Herbewegung der Einrichtung 6 zu einer entsprechenden Hin- und Herbewegung der Walze 2 führt.
Hierzu sind an der Einrichtung 6 ein erster Exzenterantrieb 10 und ein zweiter Exzenterantrieb 11 vorgesehen.
Der erste Exzenterantrieb 10 ist durch ein Paar von Schwungmassenkörpern 13, 14 gebildet, die symmetrisch zu einer Walzenachse 12 der Walze 2 drehbar in der Einrichtung 6 gelagert sind und die angetrieben sind, beispielsweise von einem nicht dargestellten ersten Motor. Der zweite Exzenterantrieb 11 ist durch ein Paar von Schwungmassenkörpern 15, 16 gebildet, die ebenfalls symmetrisch zu der Walzenachse 12 drehbar in der Einrichtung 6 gelagert sind und die angetrieben sind, beispielsweise von einem nicht dargestellten zweiten Motor. Es kann jedoch auch nur eine, einen Antriebsmotor aufweisende Antriebseinrichtung zum Antrieb der beiden Paare von Schwungmassekörpern 13, 14; 15, 16 vorgesehen sein. Die Exzenterlage der beiden Exzenterantriebe 10, 11 ist gegeneinander verstellbar, um den Hub der Hin- und Herbewegung der Walze 2 einzustellen.
Die Figur 2 zeigt nun eine schematische und teilweise geschnittene Seitenansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schüttelvorrichtung 1 zum Hin- und Herbewegen einer Walze 2 für eine nicht näher dargestellte Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn. Die Walze 2 wird dabei entlang ihrer Längsachse L hin- und herbewegt.
Hinsichtlich des allgemeinen konstruktiven Aufbaus der dargestellten Schüttelvorrichtung 1 wird auf die Ausführung und Beschreibung der in der Figur 1 dargestellten Schüttelvorrichtung 1 verwiesen.
Die Schüttelstange 9 ist nunmehr in zwei Teile, ein Grundelement 9.1 und ein vorzugsweise einteiliges Verlängerungselement 9.2 segmentiert, wobei das Verlängerungselement 9.2 mittels eines Haltesystems 17 gelagert ist. Das Verlängerungselement 9.2 ist mittelbar, also mittels der im Allgemeinen lösbar ausgestalteten Kupplung 5 mit der Walze 2 verbunden.
Das das Verlängerungselement 9.2 lagernde Haltesystem 17 ist mit einem Führungssystem 18 zur linearen oder annähernd linearen Führung des gelagerten Verlängerungselements 9.2 versehen.
In der Ausführungsform der Figur 2 umfasst das Führungssystem 18 zur linearen oder annähernd linearen Führung des gelagerten Verlängerungselements 9.2 wenigstens ein Seil-, Gurt- oder Riemensystem 18.1, welches hängend auf das Verlängerungselement 9.2 wirkt und wenigstens zwei beabstandete Seile, Gurte oder Riemen 18.11, 18.12 aufweist.
Die Verbindung V zwischen der Walze 2 und der Einrichtung 6 umfasst nun wenigstens ein zumindest zeitweise fixierbares, insbesondere klemmbares Kugelgelenk 19. In vorliegender Ausführungsform ist an dem Grundelement 9.1 der Schüttelstange 9 beidseitig, also anfangs- und endseitig, je ein zumindest zeitweise fixierbares, insbesondere klemmbares und eine Kugel 20 und eine Kugelpfanne 21 umfassendes Kugelgelenk 19 angeordnet. Die Kugel 20 des einzelnen Kugelgelenks 19 ist hierbei an dem Grundelement 9.1 der Schüttelstange 9 und die Kugelpfanne 21 des einzelnen Kugelgelenks 19 an dem benachbarten Mittel, also an der Einrichtung 6 und an dem Verlängerungselement 9.2 vorgesehen.
Die Figur 3 zeigt nun eine schematische und teilweise geschnittene Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schüttelvorrichtung 1 zum Hin- und Herbewegen einer Walze 2 für eine nicht näher dargestellte Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn. Die Walze 2 wird dabei entlang ihrer Längsachse L hin- und herbewegt.
Hinsichtlich des allgemeinen konstruktiven Aufbaus der dargestellten Schüttelvorrichtung 1 wird auf die Ausführung und Beschreibung der in der Figur 1 dargestellten Schüttelvorrichtung 1 verwiesen.
Die Schüttelstange 9 ist nunmehr in drei Teile, zwei Grundelemente 9.1, 9.3 und ein vorzugsweise einteiliges Verlängerungselement 9.2 segmentiert, wobei das Verlängerungselement 9.2 wiederum mittels eines Haltesystems 17 gelagert ist. Das Verlängerungselement 9.2 ist dabei zwischen den beiden Grundelementen 9.1, 9.3 angeordnet. Die beiden Grundelemente 9.1, 9.3 können baugleich sein, sie können aber auch unterschiedliche Eigenschaften, wie beispielsweise Länge, Durchmesser, Werkstoff oder dergleichen, aufweisen.
Das das Verlängerungselement 9.2 lagernde Haltesystem 17 ist mit einem Führungssystem 18 zur linearen oder annähernd linearen Führung des gelagerten Verlängerungselements 9.2 versehen.
In der Ausführungsform der Figur 3 umfasst das Führungssystem 18 zur linearen oder annähernd linearen Führung des gelagerten Verlängerungselements 9.2 auch wenigstens ein Seil-, Gurt- oder Riemensystem 18.1, welches hängend auf das Verlängerungselement 9.2 wirkt und wenigstens zwei beabstandete Seile, Gurte oder Riemen 18.11, 18.12 aufweist.
Die Verbindung V zwischen der Walze 2 und der Einrichtung 6 umfasst nun wenigstens ein zumindest zeitweise fixierbares, insbesondere klemmbares Kugelgelenk 19. In vorliegender Ausführungsform ist an dem jeweiligen Grundelement 9.1, 9.2 der Schüttelstange 9 beidseitig, also anfangs- und endseitig, je ein zumindest zeitweise fixierbares, insbesondere klemmbares und eine Kugel 20 und eine Kugelpfanne 21 umfassendes Kugelgelenk 19 angeordnet. Die Kugel 20 des einzelnen Kugelgelenks 19 ist hierbei an dem jeweiligen Grundelement 9.1, 9.3 der Schüttelstange 9 und die Kugelpfanne 21 des einzelnen Kugelgelenks 19 an dem benachbarten Mittel, also an der Einrichtung 6 und an dem Verlängerungselement 9.2 bzw. an dem Verlängerungselement 9.2 und an der Kupplung 5 vorgesehen.
Das Verlängerungselement 9.2 kann, wie beispielhaft in zwei weiteren Ansichten dargestellt, verschiedene Längen I aufweisen.
Die Figur 4 zeigt nun eine schematische und teilweise geschnittene Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schüttelvorrichtung 1 zum Hin- und Herbewegen einer Walze 2 für eine nicht näher dargestellte Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn. Die Walze 2 wird dabei entlang ihrer Längsachse L hin- und herbewegt.
Hinsichtlich des allgemeinen konstruktiven Aufbaus der dargestellten Schüttelvorrichtung 1 wird auf die Ausführung und Beschreibung der in der Figur 1 dargestellten Schüttelvorrichtung 1 verwiesen.
Die Schüttelstange 9 ist nunmehr in drei Teile, zwei Grundelement 9.1, 9.3 und ein vorzugsweise einteiliges Verlängerungselement 9.2 segmentiert, wobei das Verlängerungselement 9.2 wiederum mittels eines Haltesystems 17 gelagert ist. Das Verlängerungselement 9.2 ist dabei zwischen den beiden Grundelementen 9.1, 9.3 angeordnet. Die beiden Grundelemente 9.1, 9.3 können baugleich sein, sie können aber auch unterschiedliche Eigenschaften, wie beispielsweise Länge, Durchmesser, Werkstoff oder dergleichen, aufweisen.
Das das Verlängerungselement 9.2 lagernde Haltesystem 17 ist mit einem Führungssystem 18 zur linearen oder annähernd linearen Führung des gelagerten Verlängerungselements 9.2 versehen.
In der Ausführungsform der Figur 4 umfasst das Führungssystem 18 zur linearen oder annähernd linearen Führung des gelagerten Verlängerungselements 9.2 wenigstens ein Federsystem 18.2 mit zwei parallel angeordneten Federelementen 18.21, 18.22. Das Federsystem 18.2 wirkt stehend auf das Verlängerungselement 9.2 und die beiden Federelemente 18.21, 18.22 bestehen beispielsweise aus einem Glasfaser-Verbund-Werkstoff 22.
Die jeweilige Einzelfeder 18.21, 18.22 des Federsystems 18.2 weist eine Federlänge L.18.2 im Bereich von 200 bis 2.000 mm, vorzugsweise von 500 bis 1.500 mm, insbesondere von 800 bis 1.200 mm, eine Federbreite B.18.2 im Bereich von 50 bis 600 mm, vorzugsweise von 100 bis 500 mm, insbesondere von 150 bis 400 mm, und eine Federdicke D.18.2 im Bereich von 1 bis 20 mm, vorzugsweise von 5 bis 15 mm, insbesondere von 8 bis 12 mm, auf.
Die Verbindung V zwischen der Walze 2 und der Einrichtung 6 umfasst nun wenigstens ein zumindest zeitweise fixierbares, insbesondere klemmbares Kugelgelenk 19. In vorliegender Ausführungsform ist an dem jeweiligen Grundelement 9.1, 9.3 der Schüttelstange 9 beidseitig, also anfangs- und endseitig, je ein zumindest zeitweise fixierbares, insbesondere klemmbares und eine Kugel 20 und eine Kugelpfanne 21 umfassendes Kugelgelenk 19 angeordnet. Die Kugel 20 des einzelnen Kugelgelenks 19 ist hierbei an dem jeweiligen Grundelement 9.1, 9.2 der Schüttelstange 9 und die Kugelpfanne 21 des einzelnen Kugelgelenks 19 an dem benachbarten Mittel, also an der Einrichtung 6 und an dem Verlängerungselement 9.2 bzw. an dem Verlängerungselement 9.2 und an der Kupplung 5 vorgesehen.
Die Figur 5 zeigt schematische und teilweise geschnittene Seitenansichten von drei beispielhaften Führungssystemen 18 der erfindungsgemäßen Schüttelvorrichtung 1 zum Hin- und Herbewegen einer Walze für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn.
Das jeweilige Führungssystem 18 in Ausgestaltung eines Federsystems 18.2 wirkt stehend auf das lediglich angedeutete Verlängerungselement 9.2.
In der linken Ausführungsform des Federsystems 18.2 sind zwei parallel angeordnete Federelemente 18.21, 18.22 vorgesehen, wohingegen in der rechten Ausführungsform des Federsystems 18.2 drei parallel angeordnete Federelemente 18.21, 18.22, 18.23 mit vorzugsweise gleichen Abständen vorgesehen sind. Und in der mittleren Ausführungsform des Federsystems 18.2 sind zwei parallel angeordnete Federpakete 18.24, 18.25 vorgesehen.
Hinsichtlich weiterer Eigenschaften der dargestellten Federsysteme 18.2, wie Federlänge, Federbreite und Federdicke, wird auf die Ausführungen zu Figur 4 verwiesen.
Die in den Figuren 2 bis 5 dargestellten Führungssysteme 18 zur linearen oder annähernd linearen Führung des gelagerten Elements, insbesondere des Verlängerungselements können auch wenigstens ein nicht explizit dargestelltes, dem Fachmann jedoch bekanntes Linearführungssystem, insbesondere eine Rollenlagerung oder eine hydrostatische Führung umfassen.
Weiterhin weist die jeweils in den Figuren 2 bis 5 zumindest teilweise dargestellte erfindungsgemäße Schüttelvorrichtung 1 eine Schüttelkennzahl SKZ im Bereich von 1.500 bis 6.000 [1000/min] auf, wobei sich die Schüttelkennzahl SKZ aus folgender Formel errechnet (vgl. Figur 2):

SKZ = ((Schüttelfrequenz n)² × (Schüttelhub s)) / (Siebgeschwindigkeit v_Sieb)

Die Einheiten der einzelnen Größen sind dabei wie folgt: Schüttelkennzahl SKZ in [1000/min], Schüttelfrequenz n in [1/min], Schüttelhub s in [mm] und Siebgeschwindigkeit v_Sieb in [m/min].
Der jeweilige Exzenterantrieb 10, 11 weist ein maximales Antriebsmoment M_max im Bereich von 100 bis 750 Nm, vorzugsweise von 125 bis 700 Nm, insbesondere von 150 bis 600 Nm, bei einer Schüttelfrequenz n von 100 bis 700 1/min, vorzugsweise von 150 bis 600 1/min, und bei einem Schüttelhub s von 0 bis 30 mm, vorzugsweise von 0 bis 25 mm, auf (vgl. Figur 2).
Die jeweils in den Figuren 2 bis 5 zumindest teilweise dargestellte erfindungsgemäße Schüttelvorrichtung 1 eignet sich in hervorragender Weise zur Verwendung in einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Verpackungspapierbahn.
Diese Maschine kann dabei als eine eine Walze, insbesondere eine Brustwalze aufweisende Langsiebmaschine ausgebildet sein und die erfindungsgemäße Schüttelvorrichtung kann die Walze, insbesondere die Brustwalze hin- und herbewegen. Alternativ kann diese Maschine nach Anspruch auch als eine mindestens eine Walze, insbesondere eine Brustwalze aufweisende Mehrlagenmaschine ausgebildet sein und die erfindungsgemäße Schüttelvorrichtung kann zumindest eine Walze, insbesondere eine Brustwalze hin- und herbewegen.
Zusammenfassend ist festzuhalten, dass durch die Erfindung eine Schüttelvorrichtung der eingangs genannten Arten geschaffen wird, welche die genannten Nachteile des Stands der Technik weitestgehend reduziert, vorzugsweise sogar gänzlich vermeidet. Insbesondere wird die Möglichkeit eines variablen Abstands zwischen der jeweils zu bewegenden Walze und der dazugehörigen bewegbaren Einrichtung geschaffen. Dabei werden zusätzliche Lasten und einer erhöhter Ausrichtaufwand größtmöglich vermieden und die Ausführung ist konstruktiv einfach und betriebssicher.

Bezugszeichenliste

1: Schüttelvorrichtung
2: Walze
3: Walzenlager
4: Walzenlager
5: Kupplung
6: Einrichtung
7: Einrichtungslager
8: Einrichtungslager
9: Schüttelstange
9.1: Grundelement
9.2: Verlängerungselement
9.3: Grundelement
10: Erster Exzenterantrieb
11: Zweiter Exzenterantrieb
12: Walzenachse
13: Schwungmassenkörper
14: Schwungmassenkörper
15: Schwungmassenkörper
16: Schwungmassenkörper
17: Haltesystem
18: Führungssystem
18.1: Seil-, Gurt- oder Riemensystem
18.11: Seil, Gurt oder Riemen
18.12: Seil, Gurt oder Riemen
18.2: Federsystem
18.21: Federelement
18.22: Federelement
18.23: Federelement
18.24: Federpaket
18.25: Federpaket
19: Kugelgelenk
20: Kugel
21: Kugelpfanne
22: Glasfaser-Verbund-Werkstoff
A: Doppelpfeil
B.18.2: Federbreite
D.18.2: Federdicke
L: Längsachse; Achse
L.18.2: Federlänge
I: Länge
M_max: Maximales Antriebsmoment
n: Schüttelfrequenz
s: Schüttelhub
SKZ: Schüttelkennzahl
V: Verbindung
V_Sieb: Siebgeschwindigkeit

Claims

Schüttelvorrichtung (1) zum Hin- und Herbewegen einer Walze (2) entlang einer Achse (L) derselben, insbesondere einer Walze (2) für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton-oder Verpackungspapierbahn, die einen ersten, mit der Walze (2) in Richtung der Walzenachse (L) verbundenen Exzenterantrieb (10) und einen zweiten, mit der Walze (2) in Richtung der Walzenachse (L) verbundenen Exzenterantrieb (11), aufweist, wobei die beiden Exzenterantriebe (10, 11) von mindestens einem Motor, vorzugsweise von zwei Motoren, angetrieben sind, wobei die beiden Exzenterantriebe (10, 11) auf bzw. in einer gemeinsamen und beweglichen bzw. verfahrbaren Einrichtung (6) gelagert sind und wobei die Walze (2) und die Einrichtung (6) mittels einer Schüttelstange (9) mittel- oder unmittelbar miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet,
dass die Schüttelstange (9) in mindestens zwei Teile, insbesondere mindestens ein Grundelement (9.1; 9.1, 9.3) und mindestens ein vorzugsweise einteiliges Verlängerungselement (9.2) segmentiert ist, wobei wenigstens ein Element, insbesondere das mindestens eine Verlängerungselement (9.2) mittels wenigstens eines Haltesystems (17) gelagert ist.
Schüttelvorrichtung (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schüttelstange (9) in zwei Teile (9.1, 9.2) segmentiert ist, wobei das Verlängerungselement (9.2) vorzugsweise unmittelbar mit der Einrichtung (6) oder mit der Walze (2) verbunden ist.
Schüttelvorrichtung (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schüttelstange (9) in drei Teile (9.1, 9.2, 9.3) segmentiert ist, wobei das Verlängerungselement (9.2) zwischen den beiden Grundelementen (9.1, 9.3) oder das Grundelement zwischen den beiden Verlängerungselementen angeordnet ist.
Schüttelvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das wenigstens ein Element, insbesondere das mindestens eine Verlängerungselement (9.2) lagernde Haltesystem (17) mit einem Führungssystem (18) zur linearen oder annähernd linearen Führung des gelagerten Elements, insbesondere des Verlängerungselements (9.2) versehen ist.
Schüttelvorrichtung (1) nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Führungssystem (18) zur linearen oder annähernd linearen Führung des gelagerten Elements, insbesondere des Verlängerungselements (9.2) wenigstens ein Federsystem (18.2) mit mindestens zwei parallel angeordneten Federelementen (18.21, 18.22; 18.21, 18.22, 18.23) und/oder Federpaketen (18.24, 18.25) umfasst.
Schüttelvorrichtung (1) nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Federsystem (18.2) mindestens zwei parallele Einzelfedern (18.21, 18.22; 18.21, 18.22, 18.23) und/oder Federpakete (18.24, 18.25), die vorzugsweise aus einem Glasfaser-Verbund-Werkstoff (22) bestehen, umfasst.
Schüttelvorrichtung (1) nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Einzelfeder (18.21, 18.22) und/oder das Federpaket des Federsystems (18.2) eine Federlänge (L.18.2) im Bereich von 200 bis 2.000 mm, vorzugsweise von 500 bis 1.500 mm, insbesondere von 800 bis 1.200 mm, eine Federbreite (B.18.2) im Bereich von 50 bis 600 mm, vorzugsweise von 100 bis 500 mm, insbesondere von 150 bis 400 mm, und eine Federdicke (D.18.2) im Bereich von 1 bis 20 mm, vorzugsweise von 5 bis 15 mm, insbesondere von 8 bis 12 mm, aufweist.
Schüttelvorrichtung (1) nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Führungssystem (18) zur linearen oder annähernd linearen Führung des gelagerten Elements, insbesondere des Verlängerungselements (9.2) wenigstens ein Seil-, Gurt- oder Riemensystem (18.1) umfasst.
Schüttelvorrichtung (1) nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Führungssystem zur linearen oder annähernd linearen Führung des gelagerten Elements, insbesondere des Verlängerungselements wenigstens ein Linearführungssystem, insbesondere eine Rollenlagerung oder eine hydrostatische Führung umfasst.
Schüttelvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Verbindung (V) zwischen der Walze (2) und der Einrichtung (6) mittels der Schüttelstange (9) wenigstens ein zumindest zeitweise fixierbares, insbesondere klemmbares Kugelgelenk (19) umfasst.
Schüttelvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass sie eine Schüttelkennzahl (SKZ) im Bereich von 1.500 bis 6.000 [1000/min] aufweist, wobei sich die Schüttelkennzahl (SKZ) aus folgender Formel errechnet:
SKZ = ((Schüttelfrequenz n)² × (Schüttelhub s)) / (Siebgeschwindigkeit v_Sieb)
Schüttelvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der jeweilige Exzenterantrieb (10, 11) ein maximales Antriebsmoment (M_Max) im Bereich von 100 bis 750 Nm, vorzugsweise von 125 bis 700 Nm, insbesondere von 150 bis 600 Nm, bei einer Schüttelfrequenz (n) von 100 bis 700 1/min, vorzugsweise von 150 bis 600 1/min, und bei einem Schüttelhub (s) von 0,1 bis 30 mm, vorzugsweise von 0,1 bis 25 mm, aufweist.
Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Verpackungspapierbahn,
dadurch gekennzeichnet,
dass sie zumindest eine Schüttelvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst.
Maschine nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass sie als eine eine Walze (2), insbesondere Brustwalze aufweisende Langsiebmaschine ausgebildet ist und dass die Schüttelvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 die Walze (2), insbesondere Brustwalze hin-und herbewegt.
Maschine nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass sie als eine mindestens eine Walze, insbesondere Brustwalze aufweisende Mehrlagenmaschine ausgebildet ist und dass die Schüttelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12 zumindest eine Walze, insbesondere Brustwalze hin- und herbewegt.