DE102010039195A1

DE102010039195A1 - Schüttelvorrichtung

Info

Publication number: DE102010039195A1
Application number: DE201010039195
Authority: DE
Inventors: Andreas Schilz; Heinrich Peter Weyermann
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2010-08-11
Filing date: 2010-08-11
Publication date: 2012-02-16
Also published as: CN202466292U; EP2418319A1; EP2418319B1

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 mindestens einer wenigstens einteiligen Schüttelstange (9) mittel- oder unmittelbar miteinander vhtung (1) ist dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung (V) zwischen der Walze (2) und der Einrichtung (6) wenigstens ein zumindest zeitweise fixierbares, insbesondere klemmbares Kugelgelenk (17) umfasst.

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 mindestens einer wenigstens einteiligen 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 aufweisende 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.

Nachteilig an dieser bekannten Schüttelvorrichtung sind jedoch die starren, gegebenenfalls auch gelenkigen Verbindungen zwischen der zu bewegenden Walze und der bewegbaren Einrichtung, welche die beiden Exzenterantriebe lagert. Die starren Verbindungen unterliegen, wie dem Fachmann bekannt ist, Ausschlagungen, Schwingungen, Verschleiß und dergleichen. Auch weisen starre Verbindungen beispielsweise hohe interne Spannungen und Belastungen auf und bewirken hohe Querkräfte sowohl in den Lagereinheiten der bewegbaren Einrichtung als auch an dem anderen Ende, namentlich an der zu bewegenden Walze. Weiterhin erfordern sie hohe und lediglich mit großem Zeitaufwand erreichbare Ausrichtgenauigkeiten. Ein vorzeitiger Ausfall der Lager, insbesondere der Hauptlager der Schüttelvorrichtung und/oder der Brustwalzenlager ist regelmäßig die Folge.
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 von dem Übertragungsmittel, insbesondere der Schüttelstange weitestgehend nur eine axiale Kraftübertragung erfolgen und die Übertragung von nachteilhaften Querkräften soll weitestgehend vermieden werden. Überdies soll das bisherige Erfordernis einer hohen Ausrichtgenauigkeit, insbesondere bei einer starren Verbindung merklich reduziert werden.
Diese Aufgabe wird bei einer Schüttelvorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Verbindung zwischen der Walze und der Einrichtung wenigstens ein zumindest zeitweise fixierbares, insbesondere klemmbares Kugelgelenk umfasst.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst.
Die erfindungsgemäße Verbindung zwischen der zu bewegenden Walze und der bewegbaren Einrichtung mittels wenigstens eines zumindest zeitweise fixierbaren insbesondere klemmbaren Kugelgelenks gewährleistet eine weitestgehend axiale Kraftübertragung und vermeidet wirksam die Übertragung von nachteilhaften Querkräften. Und das bisherige 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.
An der Schüttelstange ist zumindest einseitig, vorzugsweise beidseitig je ein zumindest zeitweise fixierbares, insbesondere klemmbares Kugelgelenk angeordnet, wobei die Kugel des einzelnen Kugelgelenks an der Schüttelstange und die Kugelpfanne des einzelnen Kugelgelenks an dem benachbarten Mittel vorgesehen sind. Somit kann zumindest die Masse der Schüttelstange möglichst gering gehalten werden. Selbstverständlich können die Kugelpfanne des einzelnen Kugelgelenks auch an der Schüttelstange und die Kugel des einzelnen Kugelgelenks an dem benachbarten Mittel vorgesehen sein.
Die Kugel des einzelnen Kugelgelenks weist bevorzugt einen Kugeldurchmesser im Bereich von 75 bis 300 mm, vorzugsweise von 100 bis 250 mm, insbesondere von 120 bis 200 mm, auf. Diese Durchmesserbereiche stellen einen praktikablen und gangbaren Kompromiss zwischen der notwendigen Schüttelkraftübertragung bei ausreichender Festigkeit und Knicksicherheit und der betrieblich erlaubbaren Masse dar.
Weiterhin erfolgt die zumindest zeitweise Fixierung, insbesondere Klemmung des Kugelgelenks bevorzugt an wenigstens zwei kugeligen und vorzugsweise diametral angeordneten Kugelteilflächen der Kugel des Kugelgelenks. Dabei ist zwischen den beiden kugeligen und vorzugsweise diametral angeordneten Kugelteilflächen der Kugel des Kugelgelenks bevorzugt ein Zwischenstück mit einer vorzugsweise zylindrischen oder balligen Grundform ausgebildet, wobei die Grundform einen maximalen Durchmesser im Bereich von 40 bis 80%, vorzugsweise von 45 bis 75%, insbesondere von 50 bis 70%, des Kugeldurchmessers der Kugel des Kugelgelenks aufweist. Diese Klemmungsart ist selbst unter erschwerten Betriebsbedingungen gänzlich ideal. Eine stirnseitige Abflachung der Kugel des Kugelgelenks an der der Schüttelstange gegenüberliegenden Fläche ist möglich und auch vorteilhaft hinsichtlich einer weiteren Massereduzierung der Schüttelstange.
Auch erfolgt die zumindest zeitweise Fixierung, insbesondere Klemmung des Kugelgelenks, insbesondere an den wenigstens zwei kugeligen und vorzugsweise diametral angeordneten Kugelteilflächen der Kugel des Kugelgelenks zumindest einseitig, vorzugsweise zweiseitig. Eine einseitige Fixierung, insbesondere Klemmung kann beispielsweise mittels eines Bolzen oder ähnlichem erfolgen, eine beidseitige Fixierung, insbesondere Klemmung hingegen beispielsweise mittels mindestens zweier Klemmeinheiten. Die jeweilige Fixierung, insbesondere Klemmung erfolgt in vorteilhafter Weise an den kugeligen und vorzugsweise diametral angeordneten Kugelteilflächen der Kugel des Kugelgelenks.
Ferner erfolgt die zumindest zeitweise Fixierung, insbesondere Klemmung des Kugelgelenks, insbesondere an den wenigstens zwei kugeligen und vorzugsweise diametral angeordneten Kugelteilflächen der Kugel des Kugelgelenks bevorzugt mittels einer Klemmkontur, wobei die Kugelpfanne vorzugsweise einen linearen Klemmkonturenteil und die Kugelteilfläche der Kugel einen vorzugsweise kegeligen oder sphärischen Klemmkonturenteil aufweist. Diese Geometrien gewährleisten eine betriebssichere Fixierung, insbesondere Klemmung selbst unter schwierigsten Betriebsbedingungen, beispielsweise mit größeren Lastwechseln und dergleichen.
Die Schüttelstange weist bevorzugt einen Stangengrundkörper mit einem Durchmesser im Bereich von 15 bis 50%, vorzugsweise von 20 bis 45%, insbesondere von 25 bis 40%, des Kugeldurchmessers der Kugel auf. Der Stangengrundkörper der Schüttelstange kann dabei über einen Großteil seiner Länge hinweg zylinderförmig, tailliert und dergleichen ausgebildet sein.
Und zwischen dem Stangengrundkörper der Schüttelstange und der kugeligen Kugelteilfläche der Kugel des Kugelgelenks ist bevorzugt ein Übergangsbereich mit einem Übergangsradius im Bereich von 5 bis 50 mm, vorzugsweise von 10 bis 25 mm, insbesondere von 15 bis 18 mm, angeordnet. Ein derartig sanfter Übergang zwischen dem Stangengrundkörper der Schüttelstange und der kugeligen Kugelteilfläche der Kugel des Kugelgelenks minimiert eine mögliche Kerbwirkung bei dennoch optimaler Kraft- und Momentübertragung. Der Übergangsbereich kann eine Oberflächenqualität mit Ra = 1,6 μm (Standard) oder Ra = 0,8 μm (poliert) aufweisen.
Die Schüttelstange weist bevorzugt eine Länge im Bereich von 300 bis 3.000 mm, vorzugsweise von 600 bis 2.500 mm, insbesondere von 800 bis 2.000 mm, auf, da in diesen Längenbereichen noch eine ausreichende, vorzugsweise optimale Festigkeit und Knicksicherheit gegeben ist.
Dabei können die Walze und die Einrichtung mittels einer einteiligen Schüttelstange mittelbar miteinander verbunden sein. Im Regelfall ist zwischen der Walze und der Einrichtung zusätzlich noch eine Kupplung vorgesehen.
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 V_Sieb 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
1 eine schematische und teilweise geschnittene Seitenansicht einer bekannten Schüttelvorrichtung zum Hin- und Herbewegen einer Walze für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn;
2 eine schematische und teilweise geschnittene Seitenansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schüttelvorrichtung zum Hin- und Herbewegen einer Walze für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn;
3 eine schematische Detaildarstellung der in der 2 dargestellten Schüttelvorrichtung; und
4 eine schematische Detaildarstellung der in der 3 dargestellten Schüttelvorrichtung.
Die 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 2 zeigt nun eine schematische und teilweise geschnittene Seitenansicht einer 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 1 dargestellten Schüttelvorrichtung 1 verwiesen.
Die Verbindung V zwischen der Walze 2 und der Einrichtung 6 umfasst nun wenigstens ein zumindest zeitweise fixierbares, insbesondere klemmbares Kugelgelenk 17.
In vorliegender Ausführungsform ist an der Schüttelstange 9 beidseitig, also anfangs- und endseitig, je ein zumindest zeitweise fixierbares, insbesondere klemmbares und eine Kugel 18 und eine Kugelpfanne 19 umfassendes Kugelgelenk 17 angeordnet. Die Kugel 18 des einzelnen Kugelgelenks 17 ist hierbei an der Schüttelstange 9 und die Kugelpfanne 19 des einzelnen Kugelgelenks 17 an dem benachbarten Mittel, also an der Einrichtung 6 und mittelbar an der Kupplung 5 vorgesehen.
Die Schüttelstange 9 weist mitsamt ihren beidseitigen Kugeln 18 eine Länge l im Bereich von 300 bis 3.000 mm, vorzugsweise von 600 bis 2.500 mm, insbesondere von 800 bis 2.000 mm, auf (vgl. 3).
Und die Walze 2 und die Einrichtung 6 sind mittels einer einteiligen Schüttelstange 9 mittelbar miteinander verbunden. Die mittelbare Verbindung V umfasst, wie bereits ausgeführt, zumindest noch eine Kupplung 5.
Weiterhin weist die 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: 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 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.
Die 3 zeigt eine schematische Detaildarstellung der in der 2 dargestellten Schüttelvorrichtung 1 zum Hin- und Herbewegen einer nicht näher dargestellten Walze 2 für eine nicht näher dargestellte Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn.
Die Verbindung V zwischen der Walze 2 und der Einrichtung 6 umfasst nun wenigstens ein zumindest zeitweise fixierbares, insbesondere klemmbares Kugelgelenk 17.
Die Kugel 18 des jeweiligen Kugelgelenks 17 ist zumindest zeitweise in der dazugehörigen Kugelpfanne 19 mittels einer jeweiligen Kugelpfannenscheibe 20 fixierbar, insbesondere klemmbar. Die einzelne Kugelpfannenscheibe 20 ist mit der Kugelpfanne 19 verbindbar, beispielsweise mittels mehrerer Schrauben 21.
Die 4 zeigt eine schematische Detaildarstellung B der in der 3 dargestellten Schüttelvorrichtung 1.
Die Verbindung V zwischen der nicht dargestellten Walze 2 und der Einrichtung 6 umfasst nun wenigstens ein zumindest zeitweise fixierbares, insbesondere klemmbares Kugelgelenk 17.
Deutlich zu erkennen sind das Kugelgelenk 17 mit der an der Schüttelstange 9 angebrachten Kugel 18 und mit der an der Einrichtung 6 angebrachten Kugelpfanne 19. Überdies sind die Kugelpfannenscheibe 20 und mehrere Schrauben 21 erkennbar.
Die Kugel 18 des Kugelgelenks 17 weist einen Kugeldurchmesser D.18 im Bereich von 75 bis 300 mm, vorzugsweise von 100 bis 250 mm, insbesondere von 120 bis 200 mm, auf.
Und die zumindest zeitweise Fixierung, insbesondere Klemmung des Kugelgelenks 17 erfolgt an zwei kugeligen und vorzugsweise diametral angeordneten Kugelteilflächen 18.1, 18.2 der Kugel 18 des Kugelgelenks 17. Dabei ist zwischen den beiden kugeligen und vorzugsweise diametral angeordneten Kugelteilflächen 18.1, 18.2 der Kugel 18 des Kugelgelenks 17 ein Zwischenstück 22 mit einer vorzugsweise zylindrischen oder balligen Grundform 23 ausgebildet. Die Grundform 23 weist einen maximalen Durchmesser D.23 im Bereich von 40 bis 80%, vorzugsweise von 45 bis 75%, insbesondere von 50 bis 70%, des Kugeldurchmessers D.18 der Kugel 18 des Kugelgelenks 17 auf.
Die zumindest zeitweise Fixierung, insbesondere Klemmung des Kugelgelenks 17, insbesondere an den zwei kugeligen und vorzugsweise diametral angeordneten Kugelteilflächen 18.1, 18.2 der Kugel 18 des Kugelgelenks 17 erfolgt also zweiseitig mittels Klemmeinheiten, die von der Kugelpfanne 19 und der Kugelpfannscheibe 20 ausgebildet sind. So weist beispielsweise bei der ausgebildeten Klemmkontur 24 die Kugelpfanne 19 einen linearen Klemmkonturenteil 24.1 und die Kugelteilfläche 18.1 der Kugel 18 einen kegeligen oder sphärischen Klemmkonturenteil 24.2 auf.
Weiterhin ist zwischen dem Stangengrundkörper 9.1 der Schüttelstange 9 und der kugeligen Kugelteilfläche 18.2 der Kugel 18 des Kugelgelenks 17 ein Übergangsbereich 25 mit einem Übergangsradius R.25 im Bereich von 5 bis 50 mm, vorzugsweise von 10 bis 25 mm, insbesondere von 15 bis 18 mm, angeordnet.
Die Schüttelstange 9 weist einen Stangengrundkörper 9.1 mit einem Durchmesser D.9.1 im Bereich von 15 bis 50%, vorzugsweise von 20 bis 45%, insbesondere von 25 bis 40%, des Kugeldurchmessers D.18 der Kugel 18 auf (vgl. auch 3).
Die jeweils in den 2 bis 4 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 erfolgt von dem Übertragungsmittel, insbesondere der Schüttelstange weitestgehend nur eine axiale Kraftübertragung und die Übertragung von nachteilhaften Querkräften wird weitestgehend vermieden. Überdies wird das bisherige Erfordernis einer hohen Ausrichtgenauigkeit merklich reduziert.
Bezugszeichenliste

1: Schüttelvorrichtung
2: Walze
3: Walzenlager
4: Walzenlager
5: Kupplung
6: Einrichtung
7: Einrichtungslager
8: Einrichtungslager
9: Schüttelstange
9.1: Stangengrundkörper
10: Erster Exzenterantrieb
11: Zweiter Exzenterantrieb
12: Walzenachse
13: Schwungmassenkörper
14: Schwungmassenkörper
15: Schwungmassenkörper
16: Schwungmassenkörper
17: Kugelgelenk
18: Kugel
18.1: Kugelteilfläche
18.2: Kugelteilfläche
19: Kugelpfanne
20: Kugelpfannenscheibe
21: Schraube
22: Zwischenstück
23: Grundform
24: Klemmkontur
24.1: Klemmkonturenteil
24.2: Klemmkonturenteil
25: Übergangsbereich
A: Doppelpfeil
B: Detaildarstellung
D.9.1: Durchmesser
D.18: Kugeldurchmesser
D.23: Durchmesser
L: Längsachse
l: Länge
M_max: Maximales Antriebsmoment
n: Schüttelfrequenz
R.25: Übergangsradius
s: Schüttelhub
SKZ: Schüttelkennzahl
V: Verbindung
v_Sieb: Siebgeschwindigkeit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 1624102 B1 [0002, 0026]
DE 10116867 A1 [0028]
DE 4031038 A1 [0029]
DE 10015828 A1 [0029]
DE 10223398 A1 [0029]

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 mindestens einer wenigstens einteiligen Schüttelstange (9) mittel- oder unmittelbar miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung (V) zwischen der Walze (2) und der Einrichtung (6) wenigstens ein zumindest zeitweise fixierbares, insbesondere klemmbares Kugelgelenk (17) umfasst.
Schüttelvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Schüttelstange (9) zumindest einseitig, vorzugsweise beidseitig je ein zumindest zeitweise fixierbares, insbesondere klemmbares Kugelgelenk (17) angeordnet ist, wobei die Kugel (18) des einzelnen Kugelgelenks (17) an der Schüttelstange (9) und die Kugelpfanne (19) des einzelnen Kugelgelenks (17) an dem benachbarten Mittel (5, 6) vorgesehen ist.
Schüttelvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugel (18) des einzelnen Kugelgelenks (17) einen Kugeldurchmesser (D.18) im Bereich von 75 bis 300 mm, vorzugsweise von 100 bis 250 mm, insbesondere von 120 bis 200 mm, aufweist.
Schüttelvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zeitweise Fixierung, insbesondere Klemmung des Kugelgelenks (17) an wenigstens zwei kugeligen und vorzugsweise diametral angeordneten Kugelteilflächen (18.1, 18.2) der Kugel (18) des Kugelgelenks (17) erfolgt und dass zwischen den beiden kugeligen und vorzugsweise diametral angeordneten Kugelteilflächen (18.1, 18.2) der Kugel (18) des Kugelgelenks (17) ein Zwischenstück (22) mit einer vorzugsweise zylindrischen oder balligen Grundform (23) ausgebildet ist, wobei die Grundform (23) einen maximalen Durchmesser (D.23) im Bereich von 40 bis 80%, vorzugsweise von 45 bis 75%, insbesondere von 50 bis 70%, des Kugeldurchmessers (D.18) der Kugel (18) des Kugelgelenks (17) aufweist.
Schüttelvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zeitweise Fixierung, insbesondere Klemmung des Kugelgelenks (17), insbesondere an den wenigstens zwei kugeligen und vorzugsweise diametral angeordneten Kugelteilflächen (18.1, 18.2) der Kugel (18) des Kugelgelenks (17) zumindest einseitig, vorzugsweise zweiseitig erfolgt.
Schüttelvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zeitweise Fixierung, insbesondere Klemmung des Kugelgelenks (17), insbesondere an den wenigstens zwei kugeligen und vorzugsweise diametral angeordneten Kugelteilflächen (18.1, 18.2) der Kugel (18) des Kugelgelenks (17) mittels einer Klemmkontur (24) erfolgt, wobei die Kugelpfanne (19) vorzugsweise einen linearen Klemmkonturenteil (24.1) und die Kugelteilfläche (18.1) der Kugel (18) einen vorzugsweise kegeligen oder sphärischen Klemmkonturenteil (24.2) aufweist.
Schüttelvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schüttelstange (9) einen Stangengrundkörper (9.1) mit einem Durchmesser (D.9.1) im Bereich von 15 bis 50%, vorzugsweise von 20 bis 45%, insbesondere von 25 bis 40%, des Kugeldurchmessers (D.18) der Kugel (18) aufweist.
Schüttelvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Stangengrundkörper (9.1) der Schüttelstange (9) und der kugeligen Kugelteilfläche (18.2) der Kugel (18) des Kugelgelenks (17) ein Übergangsbereich (25) mit einem Übergangsradius (R.25) im Bereich von 5 bis 50 mm, vorzugsweise von 10 bis 25 mm, insbesondere von 15 bis 18 mm, angeordnet ist.
Schüttelvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schüttelstange (9) eine Länge (l) im Bereich von 300 bis 3.000 mm, vorzugsweise von 600 bis 2.500 mm, insbesondere von 800 bis 2.000 mm, aufweist.
Schüttelvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze (2) und die Einrichtung (6) mittels einer einteiligen Schüttelstange (9) mittelbar miteinander verbunden sind.
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 eine Brustwalze aufweisende Langsiebmaschine ausgebildet ist und dass die Schüttelvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 die Walze (2), insbesondere die Brustwalze hin- und herbewegt.
Maschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass sie als eine mindestens eine Walze, insbesondere eine Brustwalze aufweisende Mehrlagenmaschine ausgebildet ist und dass die Schüttelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12 zumindest eine Walze, insbesondere eine Brustwalze hin- und herbewegt.