AT11027U1 - Schabervorrichtung - Google Patents
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Abstract
Es wird eine Schabervorrichtung (1) für bewegte Oberflächen (3) einer Papier-, Karton- oder anderen Maschine zur Herstellung oder Veredelung einer Faserstoffbahn beschrieben, mit einer Schaberklinge (6; 16), welche sich quer zu der beschabenden Oberfläche (3) erstreckt, wobei die Schaberklinge (6; 16) in einen von einem Tragkörper gehaltenen Klingenhalter (2) eingelegt und gegen die zu beschabende Oberfläche (3) angestellt ist, welche Schabervorrichtung (1) zumindest einen Sensor (7;17) zur zumindest mittelbaren Erfassung der auf die Schaberklinge (6; 16) wirkenden Andruckkraft umfasst. Der zumindest eine Sensor (7; 17) ist in einer Messvorrichtung (18) angeordnet, welche als separates mit der Schaberklinge (6; 16) und/oder dem Klingenhalter (2) verbindbares Bauteil ausgebildet ist.
Description
österreichisches Patentamt AT 11 027 U1 2010-03-15
Beschreibung
SCHABERVORRICHTUNG
[0001] Die Erfindung betrifft eine Schabervorrichtung für Oberflächen einer Papier-, Kartonoder anderen Maschine zur Herstellung oder Veredelung einer Faserstoffbahn mit einer Schaberklinge, welche sich quer zu der zu beschabernden Oberfläche erstreckt. Die Schaberklinge ist dabei in eine von einem Tragkörper gehaltene Halterung eingelegt und gegen die zu be-schabernde Oberfläche angestellt. An der Schabervorrichtung ist zumindest ein Sensor zur Messung der auf die Schabervorrichtung wirkenden Kräfte vorgesehen.
[0002] Derartige Schabervorrichtungen dienen zum Abschaben bzw. Abstreifen von Anlagerungen bzw. Verunreinigungen, wie Faserreste und Wasser aus der Faserstoffbahn, insbesondere von laufenden Oberflächen, beispielsweise rotierenden Walzen oder Zylindern zum Führen, Pressen oder Trocknen der durch die Maschine laufenden Papier-, Karton- oder anderen Faserstoffbahn.
[0003] Eine gattungsgemäße Schaberanordnung ist beispielsweise aus der EP 1 244 850 A1 bekannt, in welcher eine Schabereinheit für eine Papiermaschine angegeben wird, welche einen Tragbalken und einen daran angeordneten Klingenhalter umfasst, in welchen eine Schaberklinge einsetzbar ist. Die Schaberklinge und/oder der Klingenhalter weist einen oder mehrere Sensoren auf, die die Spannung der Schaberklinge und/oder des Klingenhalters messen.
[0004] Nachteilig an bekannten, mit Sensoren versehenen Schaberanordnungen ist dabei insbesondere, dass für jeden Maschinentyp, jede Einbaulage und jede kundenspezifische Schaberanordnung eine eigene Sensorschaberklinge entwickelt und hergestellt werden muss, welche jeweils nur an einer spezifischen Position verwendbar ist. Ein Austausch in andere Positionen oder der Einsatz auf anderen Maschinentypen ist nicht oder nur mir unbefriedigenden Ergebnissen möglich.
[0005] Es ist somit Aufgabe der Erfindung, eine mit Sensoren bestückte Schaberanordnung anzugeben, welche flexibel einsetzbar und möglichst vielseitig in vielen Einbaulagen und Maschinentypen verwendbar ist.
[0006] Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 in Verbindung mit den gattungsbildenden Merkmalen gelöst.
[0007] Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass der zumindest eine Sensor in einer Messvorrichtung angeordnet ist, welche als separates mit der Schaberklinge und/oder dem Klingenhalter verbindbares Bauteil ausgebildet ist.
[0008] Dies ist von Vorteil, da die normale Schaberklinge in der Schaberanordnung verbleiben kann und bei Bedarf durch die Messvorrichtung ergänzt wird. Es ist somit nicht mehr notwendig, für verschiedene Einbaupositionen oder unterschiedliche Maschinentypen jeweils eigene Sensorschaberklingen zu entwickeln und zu bevorraten, sondern es ist zusätzlich zu den im Normalbetrieb verwendeten Schaberklingen lediglich eine Messvorrichtung notwendig, die an beliebigen Messpositionen eingesetzt werden kann.
[0009] Weitere vorteilhafte Aspekte und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
[0010] Bevorzugt sind die Schaberklinge und die Messvorrichtung gemeinsam in den Klingenhalter einlegbar, so dass sich bauliche Veränderungen am Klingenhalter erübrigen.
[0011] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform entspricht eine Erstreckungsrichtung der Messvorrichtung im montierten Zustand im Wesentlichen einer Erstreckungsrichtung der Schaberklinge. Die Länge der Messvorrichtung in Maschinenrichtung und quer dazu ist je nach Anforderungen wählbar und kleiner oder gleich der Länge der Schaberklinge in der jeweiligen Richtung. 1/6 österreichisches Patentamt AT 11 027 U1 2010-03-15 [0012] Je nach Auswahl der Sensoren kann die Messvorrichtung an einer Oberseite und/oder an einer Unterseite der Schaberklinge angeordnet sein, wodurch eine effektive Anpassung an die Einbaulage und die gewünschte Messung möglich ist.
[0013] In einer bevorzugten Variante kann der zumindest eine Sensor auf der Oberfläche der Messvorrichtung angeordnet sein, was eine einfache und schnell herstellbare Ausführungsform darstellt.
[0014] Im montierten Zustand der Messvorrichtung kann diese so orientiert sein, dass der zumindest eine Sensor der Schaberklinge zu- oder abgewandt ist. In ersteren Fall sind die Sensoren während des Betriebes besser geschützt, während im letzteren die Kraftwirkung auf die Sensoren unmittelbarer ist, was eine Verbesserung der Auswertbarkeit mit sich bringt.
[0015] Gemäß einem besonders vorteilhaften Aspekt der Erfindung kann die Messvorrichtung als Folie mit zumindest einem in der Folie eingebetteten Sensor ausgebildet sein. Der Schutz der Sensoren ist dabei besser gewährleistet, zudem sind die Messvorrichtungen dann leicht und einfach handhabbar sowie kostengünstig herstellbar.
[0016] Bevorzugte Ausführungsformen von Sensoren können Dehnmessstreifen, insbesondere elektrische oder optische Dehnmessstreifen, piezoelektrische Sensoren oder optische Sensoren, insbesondere optische Fasern sein.
[0017] Besonders vorteilhaft ist im Fall solcher Sensoren die Anordnung der Messvorrichtung relativ zu dem Klingenhalter so gewählt, dass über den Klingenhalter eine Kraft in den zumindest einen Sensor einleitbar ist. Der zumindest eine Sensor ist dabei von dem Klingenhalter zumindest teilweise überdeckt. Dies erlaubt eine genaue Messung der eingeleiteten Kraft.
[0018] Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der zumindest eine Sensor als berührungsloser Sensor, insbesondere als Lasersensor oder als Ultraschallsensor ausgebildet ist. Dies erlaubt auch andere Einbaulagen der Messvorrichtung sowie kleinere Dimensionen derselben.
[0019] Bevorzugt kann die Messvorrichtung aus einem Metall, einem Composite-Material oder einer Mischung daraus aufgebaut sein und in weiterer Ausführung auch eine insbesondere metallische oder keramische Beschichtung aufweisen.
[0020] Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben. Es zeigen: [0021] Fig. 1 eine Schabervorrichtung gemäß dem Stand der Technik in einer stark schemati sierten perspektivischen Ansicht, und [0022] Fig. 2 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß ausgestalteten
Schabervorrichtung in gleicher Ansicht wie Fig. 1.
[0023] In Fig. 1 ist eine bekannte Schabervorrichtung 1 gemäß dem Stand der Technik stark schematisiert dargestellt. Die Schabervorrichtung 1 weist einen Klingenhalter 2 auf, welcher bevorzugt an einem nicht weiter dargestellten Tragbalken angeordnet ist. Die Schabervorrichtung 1 dient dabei vorzugsweise der Beschaberung einer beweglichen Fläche 3, insbesondere der Oberfläche 3 einer Walze oder eines Zylinders 4, beispielsweise in einer Papier-, Kartonoder sonstigen eine Faserbahn erzeugenden oder diese veredelnden Maschine.
[0024] Auf den Walzen oder Zylindern 4, welche z.B. in der Pressen- oder Trockenpartie einer Papiermaschine angeordnet sein können, lagern sich bedingt durch die Oberflächengestaltung der Walzen oder Zylinder 4 bzw. die Hafteigenschaften der bei der Faserbahnherstellung anfallenden Stoffe Ablagerungen 5 an. Dies kann neben Wasser vor allem Zellstoffsein, der sich mit harzigen Faserbahnbestandteilen in Form sog. Stickies an der Oberfläche 3 der Walzen oder Zylinder 4 sammelt. In der Folge treten Unregelmäßigkeiten in der Faserbahnstärke auf, welche am Endprodukt beispielsweise als Flecken wahrgenommen werden können. Zur Entfernung dieser Ablagerungen werden gewöhnlich Schaberklingen 6 verwendet, welche in tribologischen Kontakt an die sich bewegende Fläche 3 gebracht werden und dadurch die Ablagerungen 5 von 2/6 österreichisches Patentamt AT 11 027 U1 2010-03-15 der Oberfläche 3 der Walzen oder Zylinder 4 abheben und entfernen.
[0025] Um eine effektive Reinigung der Fläche 3 zu gewährleisten, muss die Schaberklinge 6 mit einer einstellbaren Andruckkraft an die zu beschabernde Oberfläche 3 angedrückt werden, wobei die Andruckkraft der Betriebssituation angepasst gewählt werden muss. Begrenzende Faktoren hierfür sind insbesondere einerseits die Anforderung, dass die Schaberklinge 6 die Oberfläche 3 der Walzen oder Zylinder 4 nicht beschädigen darf, da sich Beschädigungen der Oberfläche wiederum störend im Endprodukt erkennen lassen, und andererseits eine effektive Reinigung gewährleistet sein muss. Da zudem die Schaberklingen 6 einem dauernden Verschleiß unterliegen, muss die Andruckkraft der Schaberklinge 6 mess- und regelbar sein, da ohne Nachregelung die Andruckkraft mit zunehmendem Verschleiß nachlässt.
[0026] Es ist bereits bekannt, Schaberklingen 6 mit Sensoren 7 auszustatten, um die Andruckkraft mittelbar oder unmittelbar zu messen. Zu Messzwecken müssen die in situ befindlichen normalen Schaberklingen ausgebaut und durch mit Sensoren 7 versehene Schaberklingen 6 ersetzt werden. Der große Nachteil dieses Systems liegt jedoch darin, dass für jede Einbausituation und für jeden Maschinentyp spezifisch angepasste Schaberklingen 6 mit Sensoren 7 hergestellt werden müssen, welche im Extremfall nur an einer Einbauposition für einen bestimmten Maschinentyp verwendbar sind, da sonst keine zuverlässigen Messungen möglich sind. Dies bringt beispielsweise bei der äußeren Form der Schaberklinge 6, bei den zur Fixierung im Klingenhalter 2 benötigten Halteelementen oder den elektrischen Anschlüssen, die die Verbindung zu Versorgungseinrichtungen und Auswerteeinheiten hersteilen, einen hohen konstruktiven Aufwand sowie damit verbundene hohe Kosten mit sich.
[0027] Um diese Mängel zu umgehen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Sensorik und die Schaberklinge 6 voneinander zu trennen und die Sensorik in einem separaten Bauteil unterzubringen, welches so ausgestaltet ist, dass es mit beliebigen Schaberklingen 6 für unterschiedliche Einbaulagen und Maschinentypen kombinierbar ist.
[0028] In Fig. 2 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer derartigen erfindungsgemäß ausgestalteten Schaberanordnung 11 dargestellt. Die Schaberanordnung 11 kann dabei ähnlich der in Fig. 1 beschriebenen bekannten Schaberanordnung 1 ausgebildet sein und eine Schaberklinge 16 in einem Klingenhalter 2 aufweisen. Die Schaberklinge 16 ist nun jedoch als einfaches Bauteil ohne Sensoren 7 ausgebildet. Dadurch sind die für den Normalbetrieb vorgesehenen Schaberklingen 16 verwendbar.
[0029] In den Klingenhalter 2 kann zusätzlich zu der Schaberklinge 16 bei Bedarf eine Messvorrichtung 18 eingelegt werden, welche zumindest einen, vorzugsweise mehrere Sensoren 17 aufweist. Die Messvorrichtung 18 erstreckt sich dabei im Ausführungsbeispiel, wie in Fig. 2 ersichtlich, parallel zu der Schaberklinge 16 und liegt vollflächig in Anlage an deren Oberfläche an. Die Breite der Messvorrichtung 18 in Maschinenrichtung ist kleiner als diejenige der Schaberklinge 16, quer zur Maschinenrichtung stimmt die Breite der Messvorrichtung 18 mit derjenigen der Schaberklinge 16 überein. Je nach Anforderungen können diese Abmessungen auch angepasst werden, wenn beispielsweise eine Messung im Randbereich der Faserstoffbahn als nicht notwendig erachtet wird, kann die Messvorrichtung 18 quer zur Maschinenrichtung auch kürzer als die Schaberklinge 16 sein.
[0030] Die Positionierung der Messvorrichtung 18 im dargestellten Ausführungsbeispiel relativ zum Klingenhalter 2 ist durch die beispielhaft als Dehnmessstreifen ausgeführten Sensoren 17 bedingt, welche die Messung der auf sie wirkenden Kräfte über ihre räumliche Dehnung erlauben. Hierzu ist die Messvorrichtung so auf der Schaberklinge 16 zu fixieren, dass die Sensoren 17 zumindest teilweise durch den Klingenhalter 2 überdeckt sind, da beim Anstellen der Schaberanordnung 1 eine Verkippung der Bauteile zueinander durch das Anlegen der Schaberklinge 16 auf die bewegte Fläche 3 und dadurch eine Krafteinleitung in die Sensoren 17 erfolgt. Es ist somit in diesem Fall die Mess Vorrichtung 18 an der der bewegten Fläche 3 abgewandten Seite der Schaberklinge 16 anzuordnen. Bei sehr hohen Anpresskräften werden die Dehnmessstreifen durch die Durchbiegung der Schaberklinge 16 so stark verformt, dass die Sensoren auch freiliegend angeordnet sein können, die Messanordnung also nicht so weit in den Klingenhalter 3/6
Claims (16)
- österreichisches Patentamt AT 11 027 U1 2010-03-15 2 eingeschoben wird, sondern in Maschinenrichtung gesehen weiter vorne auf der Schaberklinge 16 aufliegt und in dieser Position geeignet fixiert wird. [0031] Alternativ bieten sich neben Dehnmessstreifen auch piezoelektrische Sensoren oder optische Sensoren, insbesondere optische Fasern, an. In diesen Fällen ist die Messvorrichtung 18 ebenfalls an der der zu beschabernden Fläche 3 abgewandten Seite der Schaberklinge 16 anzuordnen, da bei diesen Sensoren 17 ebenfalls die durch Einwirkung des Klingenhalters 2 oder die Durchbiegung der Schaberklinge 16 auf die Sensoren 17 wirkende Kraft gemessen wird. [0032] Es ist jedoch auch möglich, die Messvorrichtung 18 mit anderen Arten von Sensoren 17 zu bestücken, welche dann eine andere räumliche Positionierung der Messvorrichtung 18 relativ zur Schaberklinge 16 bzw. zum Klingenhalter 2 erlauben. Dabei bieten sich besonders berührungslose Sensoren 17, welche die Andruckkraft durch Laufzeitänderungen bei optischen oder akustischen Abstandsmessungen via Laser oder Ultraschall ermitteln, an. [0033] Ist aufgrund der Sensoren 17 eine alternative Positionierung der Messvorrichtung 18 möglich, so kann diese an der der bewegten Fläche 3 zugewandten oder abgewandten Seite der Schaberklinge 16 erfolgen. [0034] Die Messvorrichtung 18 kann in Form einer im Wesentlichen flächigen Klinge ausgebildet sein, bei welcher die Sensoren 17 auf deren Oberfläche angeordnet sind, oder auch in Form einer Folie mit in der Folie eingebetteten Sensoren 17. In ersterem Fall ist es zudem möglich, die Orientierung der Sensoren 17 in Richtung Schaberklinge 16 oder in Richtung Klingenhalter 2 zu wählen. [0035] Die Messvorrichtung 18 wird zur sicheren Positionierung mit der Schaberklinge 16 oder dem Klingenhalter 2 geeignet verbunden, wobei die Verbindung vorzugsweise lösbar ist, beispielsweise durch Haken, Spangen, Klammern, Nieten oder andere geeignete Vorrichtungen. Auch eine Klebeverbindung kann in Erwägung gezogen werden, wenn ein Klebstoff verwendet wird, der einerseits eine sichere Verbindung und andererseits eine leichte Lösbarkeit ohne Beschädigung der Messvorrichtung 18 ermöglicht. [0036] Als Material für die Messvorrichtung 18 bieten sich neben Metalle wie beispielsweise Stahl, Composite-Materialien wie z.B. Glas- und Kohlefaserverbundmaterialien auf Basis von Epoxidharzmatrices oder auch Mischformen an. Die Materialien können weiterhin auch mit Metallen oder Keramiken beschichtet sein. [0037] Insbesondere kann die Messvorrichtung 18 in Form einer flexiblen Folie vorliegen, die mit den Sensoren 17 bestückt ist. Ansprüche 1. Schabervorrichtung (1) für bewegte Oberflächen (3) einer Papier-, Karton- oder anderen Maschine zur Herstellung oder Veredelung einer Faserstoffbahn mit einer Schaberklinge (6; 16), welche sich quer zu der beschabenden Oberfläche (3) erstreckt, wobei die Schaberklinge (6; 16) in einen von einem Tragkörper gehaltenen Klingenhalter (2) eingelegt und gegen die zu beschabende Oberfläche (3) angestellt ist, welche Schabervorrichtung (1) zumindest einen Sensor (7; 17) zur zumindest mittelbaren Erfassung der auf die Schaberklinge (6; 16) wirkenden Andruckkraft umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Sensor (7; 17) in einer Messvorrichtung (18) angeordnet ist, welche als separates mit der Schaberklinge (6; 16) und/oder dem Klingenhalter (2) verbindbares Bauteil ausgebildet ist.
- 2. Schabervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaberklinge (6; 16) und die Messvorrichtung (18) gemeinsam in den Klingenhalter (2) einlegbar sind.
- 3. Schabervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Erstreckungsrichtung der Messvorrichtung (18) im montierten Zustand im Wesentlichen einer Erstreckungsrichtung der Schaberklinge (6; 16) entspricht. 4/6 österreichisches Patentamt AT 11 027 U1 2010-03-15
- 4. Schabervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Messvorrichtung (18) in Maschinenrichtung kleiner oder gleich der Länge der Schaberklinge (6; 16) in Maschinenrichtung ist.
- 5. Schabervorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Messvorrichtung (18) quer Maschinenrichtung kleiner oder gleich der Länge der Schaberklinge (6; 16) quer zur Maschinenrichtung ist.
- 6. Schabervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (18) an einer Oberseite und/oder an einer Unterseite der Schaberklinge (6; 16) angeordnet ist.
- 7. Schabervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Sensor (7; 17) auf der Oberfläche der Messvorrichtung (18) angeordnet ist.
- 8. Schabervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass im montierten Zustand der Messvorrichtung (18) diese so orientiert ist, dass der zumindest eine Sensor (7; 17) der Schaberklinge (6; 16) zugewandt ist.
- 9. Schabervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass im montierten Zustand der Messvorrichtung (18) diese so orientiert ist, dass der zumindest eine Sensor (7; 17) von der Schaberklinge (6; 16) abgewandt ist.
- 10. Schabervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (18) als Folie mit zumindest einem in der Folie eingebetteten Sensor (7,17) ausgebildet ist.
- 11. Schaberanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Sensor (7; 17) als Dehnmessstreifen, insbesondere als elektrischer oder als optischer Dehnmessstreifen, als piezoelektrischer Sensor oder als optischer Sensor, insbesondere als optische Faser, ausgebildet ist.
- 12. Schabervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (18) relativ zu dem Klingenhalter (2) so angeordnet ist, dass über den Klingenhalter (2) eine Kraft in den zumindest einen Sensor (7; 17) einleitbar.
- 13. Schabervorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Sensor (7; 17) von dem Klingenhalter (2) zumindest teilweise überdeckt ist.
- 14. Schabervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Sensor (7; 17) als berührungsloser Sensor, insbesondere als Lasersensor oder als Ultraschallsensor ausgebildet ist.
- 15. Schabervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (18) aus einem Metall, einem Composite-Material oder einer Mischung daraus aufgebaut ist.
- 16. Schabervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (18) eine insbesondere metallische oder keramische Beschichtung aufweist. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 5/6
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