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DE102020129867A1 - Ansteuervorrichtung für einen Oszillationszylinder - Google Patents

Ansteuervorrichtung für einen Oszillationszylinder Download PDF

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DE102020129867A1
DE102020129867A1 DE102020129867.6A DE102020129867A DE102020129867A1 DE 102020129867 A1 DE102020129867 A1 DE 102020129867A1 DE 102020129867 A DE102020129867 A DE 102020129867A DE 102020129867 A1 DE102020129867 A1 DE 102020129867A1
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DE
Germany
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pressure
pressure chamber
cylinder
control device
piston
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE102020129867.6A
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English (en)
Inventor
Frank Schmidt
Joachim Grabscheid
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
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Publication date
Application filed by Voith Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
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Publication of DE102020129867A1 publication Critical patent/DE102020129867A1/de
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ansteuervorrichtung (10) für einen Oszillationszylinder (20), welcher einen Zylinder (14) und einen sich darin beweglichen Kolben (16) umfasst, wobei der Kolben (16) das Innere des Zylinders (14) in einen ersten Druckraum (18) und in einen zweiten Druckraum (20) unterteilt und der Kolben (16) mit einer Kolbenstange (22) verbunden ist, die sich in jeder Stellung des Kolbens (16) aus dem Zylinder (14) hinaus erstreckt, wobei die Ansteuervorrichtung (10) ein Impulsventil (26) umfasst, welches ausgebildet ist, ein druckbeaufschlagtes Medium aus einer Druckquelle wahlweise, d.h. auf Basis eines ersten Ansteuerimpulses dem zweiten Druckraum (20) des Zylinders (14) oder, auf Basis eines zweiten Ansteuerimpulses, dem ersten Druckraum (18) des Zylinders (14) zuzuführen, so dass sich der Kolben (16) mit der Kolbenstange (22) in Richtung des ersten Druckraums (18), respektive in Richtung des zweiten Druckraums (20) bewegt. Die Ansteuervorrichtung (10) umfasst ferner erste Mittel, die ausgebildet sind, den ersten Ansteuerimpuls an das Impulsventil (26) zu leiten, wenn der Druck im ersten Druckraum (18) einen ersten vorgegebenen Sollwert überschreitet, sowie zweite Mittel, die ausgebildet sind, den zweiten Ansteuerungsimpuls an das Impulsventil (26) zu leiten, wenn der Druck im zweiten Druckraum (20) einen zweiten vorgegebenen Sollwert überschreitet.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Ansteuervorrichtung für einen Oszillationszylinder, welcher einen Zylinder und einen sich darin beweglichen Kolben umfasst, wobei der Kolben das Innere des Zylinders in einen ersten Druckraum und in einen zweiten Druckraum unterteilt und der Kolben mit einer Kolbenstange verbunden ist, die sich in jeder Stellung des Kolbens aus dem Zylinder hinaus erstreckt, wobei die Ansteuervorrichtung ein Impulsventil umfasst, welches ausgebildet ist, ein druckbeaufschlagtes Medium aus einer Druckquelle wahlweise, d.h. auf Basis eines ersten Ansteuerimpulses dem zweiten Druckraum des Zylinders oder, auf Basis eines zweiten Ansteuerimpulses, dem ersten Druckraum des Zylinders zuzuführen, so dass sich der Kolben mit der Kolbenstange in Richtung des ersten Druckraums, respektive in Richtung des zweiten Druckraums bewegt.
  • Eine solche Ansteuervorrichtung für einen Oszillationszylinder ist zum Beispiel aus der Druckschrift US 7,681,486 B2 bekannt. In der Praxis werden solche Ansteuervorrichtungen und Oszillationszylinder zum Beispiel in der Trockenpartie einer Papiermaschine verwendet, um dort Schaber, welche mehrere Tonnen Gewicht aufweisen können, oszillierend zu bewegen. Die Schaber dienen dazu, Verunreinigungen von der Oberfläche des Trockenzylinders abzuschaben. Insbesondere bei dem letzten Trockenzylinder einer Trockenpartie oder Trockengruppe wird der Schaber auch dazu benötigt, beim Überführen der Papierbahn zur nächsten Trockengruppe oder Partie der Papiermaschine, etwa nach einem Papierbahnabriss, die Papierbahn von der Oberfläche des Trockenzylinders abzuschaben, um diese dann in der Regel einem Pulper zuzuführen. Andernfalls bestünde die Gefahr, dass sich die Papierbahn um den Trockenzylinder wickeln würde, was diesen beschädigen oder gar zerstören könnte.
  • Die oszillierende Bewegung des Schabers ist von Vorteil bzw. notwendig, um zu verhindern, dass kleinere Störpartikel, wie zum Beispiel Sandkörner, welche sich zwischen dem Schaber und der Oberfläche des Trockenzylinders verklemmen können, Nuten in die Oberfläche des Trockenzylinders einschleifen.
  • Die in der Druckschrift US 7,681,486 B2 beschriebene Ansteuervorrichtung und der dazugehörige Oszillationszylinder weisen den Vorteil auf, dass lediglich eine einzige Druckzuführleitung pro Oszillationszylinder von außen nötig ist. Problematisch ist indes, dass es in der Praxis immer wieder zu Ausfällen gekommen ist, bei denen die Ansteuervorrichtung den Oszillationszylinder nicht zuverlässig ansteuert hat, so dass dieser stehengeblieben ist und nur schwer wieder in Gang zu setzen war. Insbesondere wurde dieses Phänomen beobachtet, wenn der Schaber nicht mittels relativ kostspieliger und wartungsaufwendiger Wälzkörperlager beweglich gelagert wurde, sondern mittels kostengünstigerer und wartungsarmer Gleitlager.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das zuvor beschriebene Problem zu lösen oder zumindest zu reduzieren. Insbesondere soll eine Ansteuervorrichtung bereitgestellt werden, die nicht nur relativ einfach mit einem Druckmedium versorgt werden kann, sondern die auch bei Verwendung von kostengünstigen und wartungsarmen Gleitlagern zum Lagern eines mit der Kolbenstange des Oszillationszylinders verbundenen Schabers zuverlässig funktioniert.
  • Diese Aufgabe wird mittels der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung zum Gegenstand.
  • Gemäß einem ersten Aspekt wird die Erfindung durch die eingangs beschriebene, gattungsgemäße Ansteuervorrichtung für einen Oszillationszylinder gelöst, welche sich besonders dadurch auszeichnet, dass sie ferner erste Mittel umfasst, die ausgebildet sind, den ersten Ansteuerimpuls an das Impulsventil zu leiten, wenn der Druck im ersten Druckraum einen ersten vorgegebenen Sollwert überschreitet, sowie zweite Mittel umfasst, die ausgebildet sind, den zweiten Ansteuerungsimpuls an das Impulsventil zu leiten, wenn der Druck im zweiten Druckraum einen zweiten vorgegebenen Sollwert überschreitet.
  • Anders als bei der in der US 7,681,486 B2 beschriebenen Ansteuervorrichtung erfolgt die Umschaltung des Impulsventils somit nicht mehr durch mechanische Hebel, die am Laufwegende des Kolbens betätigt werden, sondern nach einem völlig anderem Prinzip, bei welchem ein Druckanstieg in dem ersten Druckraum bzw. in dem zweiten Druckraum als Ansteuerimpuls für das Impulsventil dient. Die Erfinder haben nämlich erkannt, dass es bei den Gleitlagern für die Schaber immer wieder zu so genannten Slick-Slip-Effekten kommt, welche auf einen Wechsel von Haft- zu Gleitreibung in dem Gleitlager zurückzuführen sind. Dabei kann der Schaber wegen der Kompressibilität der Luft in den Druckkammern des Zylinders sogar einen „Sprung“ machen. Der Druck fällt nach dem Sprung ab und der Schaber bleibt stehen, bis sich wieder genügend Druck aufgebaut hat, dass der nächste Sprung erfolgt. Hierdurch können die in der US 7,681,486 B2 beschriebenen Umschalthebel so ungünstig getroffen werden, dass es zu keinem Ansteuerimpuls für das Impulsventil kommt und die gesamte Vorrichtung stehenbleibt.
  • Eine zuverlässige Umschaltung am Ende des Hubwegs des Kolbens im Zylinder des Oszillationszylinders kann gemäß der vorliegenden Erfindung erreicht werden, indem ein Druckanstieg im ersten Druckraum bzw. im zweiten Druckraum bei Erreichen des Hubwegendes detektiert wird, und der detektierte Druckanstieg als Ansteuerungsimpuls für das Impulsventil verwendet wird, welches dann so umschaltet, dass sich der Kolben im Zylinder in die entgegengesetzte Richtung bewegt.
  • Vorzugsweise handelt es sich bei dem druckbeaufschlagten Medium um ein im bestimmungsgemäßen Gebrauch gasförmiges Medium. Insbesondere kann Luft verwendet werden, welches überall kostenfrei zur Verfügung steht und keine gesundheitlichen Risiken für das Bedienungspersonal mit sich bringt. Elektrisch oder hydraulisch betriebene Aktuatoren sind gegenüber pneumatischen Aktuatoren weniger bevorzugt, da sie auf Grund der relativ hohen Temperaturen in der Trockenpartie einer Papiermaschine leicht Schaden nehmen können. So sind zum Beispiel hydraulisch betriebene Oszillationszylinder in der heißen Trockenpartie nur schwer verwendbar, da das Hydrauliköl nur sehr geringe Strecken in der Leitung hin- und hergeschoben wird, und somit nie wirklich auskühlen kann. Dies führt zu einer sehr schnellen Alterung des Öls. Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass die maximale Hubweglänge des Kolbens im Zylinder vorzugsweise nur zwischen 5mm und 20mm, weiter bevorzugt zwischen 10mm und 15mm, beträgt.
  • Damit es beim Erreichen des Hubwegendes von dem Kolben in dem Zylinder zu einem Druckanstieg in einem der beiden Druckräumen kommt, wird vorgeschlagen, dass der Druck, mit welcher das druckbeaufschlagte Medium dem Impulsventil zugeführt wird, größer, vorzugsweise wenigstens doppelt so groß ist, wie der Druck, der im ersten Druckraum oder im zweiten Druckraum benötigt wird, um den Kolben mit einer damit verbundenen Arbeitslast, insbesondere dem Schaber, im Zylinder im bestimmungsgemäßen Gebrauch zu bewegen. Solange sich nämlich der Kolben in dem Zylinder noch bewegen kann, d.h. sein Hubwegende noch nicht erreicht ist, wird der Druck in dem Druckraum, welcher für die Bewegung des Kolbens verantwortlich ist, primär durch die Dimensionierung des Kolbens und der Kraft bestimmt, die zum Bewegen des Kolbens und der damit verbundenen Arbeitslast notwendig ist. Liefert die Druckquelle das druckbeaufschlagte Medium mit einem höheren Druck als zum Bewegen des Kolbens notwendig ist, so kommt es erst am Ende des Hubwegs des Kolbens in der besagten Druckkammer zu einem merklichen Druckanstieg. Der Druck kann dabei maximal den Druck erreichen, den die Druckquelle zur Verfügung stellt. Die ersten Mittel bzw. die zweiten Mittel sind dabei so zu wählen, dass sie zuverlässig einen jeweiligen Ansteuerungsimpuls an das Impulsventil bei einem Druck liefern, welcher zwar einerseits größer als der Druck ist, der zum Bewegen des Kolbens und der damit verbundenen Arbeitslast ist, jedoch andererseits nicht größer als der maximale Druck, den die Druckquelle zur Verfügung zu stellen vermag.
  • Vorzugsweise beträgt der erste Sollwert und/oder der zweite Sollwert wenigstens 80% des Drucks, mit welchem das druckbeaufschlagte Medium dem Impulsventil zugeführt wird, wobei der erste Sollwert vorzugsweise dem zweiten Sollwert entspricht.
  • Eine spezielle Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass die ersten Mittel einen ersten Drucksensor umfassen, welcher den Druck im ersten Druckraum misst, und die ersten Mittel ausgebildet sind, ein erstes elektrisches Signal als ersten Ansteuerimpuls an das Impulsventil zu leiten, wenn der von dem ersten Drucksensor gemessene Druck im ersten Druckraum den ersten vorgegebenen Sollwert überschreitet, und/oder die zweiten Mittel einen zweiten Drucksensor umfassen, welcher den Druck im zweiten Druckraum misst, und die zweiten Mittel ausgebildet sind, ein zweites elektrisches Signal als zweiten Ansteuerimpuls an das Impulsventil zu leiten, wenn der von dem zweiten Drucksensor gemessene Druck im zweiten Druckraum den zweiten vorgegebenen Sollwert überschreitet. In dieser Ausführungsform ist die Ansteuervorrichtung somit zumindest teilweise elektrifiziert. Sowohl die beiden Drucksensoren als auch das Impulsventil benötigen dabei in der Regel elektrischen Strom.
  • Da elektrische Bauteile und Leitungen in einer heißen Umgebung, wie sie typischer Weise in der Trockenpartie einer Papiermaschine herrschen, Schaden nehmen könnten, wird als alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine druckbasierte, insbesondere pneumatische, Lösung für die Ansteuervorrichtung bevorzugt. Diese kann vorsehen, dass die ersten Mittel ein erstes Überdruckventil umfassen, welches eingangsseitig mit dem ersten Druckraum verbunden ist und derart ausgebildet ist, dass es auslöst und den Druck von dem ersten Druckraum zumindest anteilig als ersten Ansteuerungsimpuls dem Impulsventil zuführt, wenn der Druck im ersten Druckraum den ersten vorgegebenen Sollwert überschreitet, und/oder die zweiten Mittel ein zweites Überdruckventil umfassen, welches eingangsseitig mit dem zweiten Druckraum verbunden ist und derart ausgebildet ist, dass es auslöst und den Druck von dem zweiten Druckraum zumindest anteilig als zweiten Ansteuerungsimpuls dem Impulsventil zuführt, wenn der Druck im zweiten Druckraum den zweiten vorgegebenen Sollwert überschreitet.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft einen Oszillationszylinder mit einer zuvor beschriebenen, erfindungsgemäßen Ansteuervorrichtung.
  • Ein noch weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Trockenpartie einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere Papierbahn, mit einem zuvor beschriebenen, erfindungsgemäßen Oszillationszylinder und der mit der Steuervorrichtung verbundenen Druckquelle, wobei die Kolbenstange mit einem Schaber verbunden ist, welcher gegen die Außenoberfläche eines Trockenzylinders, insbesondere eines letzten Trockenzylinders der Trockenpartie, gerichtet ist und im bestimmungsgemäßen Gebrauch eine von dem Oszillationszylinder hervorgerufene oszillierende Bewegung entlang seiner Längserstreckungsrichtung vollzieht.
  • Besonders gut kommen die Vorteile der vorliegenden Erfindung zum Tragen, wenn der Schaber mit wenigstens einem Gleitlager beweglich gelagert ist, wobei das Gleitlager vorzugsweise eine Kunststoffbuchse umfasst. Derartige Lager sind, wie eingangs bereits erwähnt, merklich kostengünstiger und wartungsarmer als Wälzkörperlager.
  • Der Oszillationszylinder ist zusammen mit der Ansteuervorrichtung vorzugsweise innerhalb einer Trockenhaube der Trockenpartie angeordnet. Hierdurch ersparen sich lange Leitungen zwischen dem Oszillationszylinder und der Ansteuervorrichtung. Der Oszillationszylinder und die Ansteuervorrichtung sind vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie den heißen Temperaturen in der Trockenpartie problemlos standhalten können.
  • Ein letzter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Verwendung einer zuvor beschriebenen, erfindungsgemäßen Ansteuervorrichtung in einer ebenfalls zuvor beschriebenen, erfindungsgemäßen Trockenpartie, wobei die Verwendung im bestimmungsgemäßen Gebrauch vorzugsweise bei einer Umgebungstemperatur von größer 80°C, weiter bevorzugt von größer 90°C stattfindet. Die Trockenzylinder selbst können an ihrer Oberfläche sogar Temperaturen von bis zu rund 200°C aufweisen, aber die Umgebungsluft, wie sie üblicher Weise in der Einhausung der Trockenpartie, der so genannten Trockenhaube, anzufinden ist, liegt häufig im Bereich von 90°C bis 110°C. Angemerkt sei hier noch, dass typische Standardbauteile, wie zum Beispiel das Pneumatik-Impulsventil Typ CJ-5/2-1/2 von der Firma „Festo“, für derart hohe Umgebungstemperaturen in der Regel nicht ausgelegt sind und daher als Impulsventil der Ansteuervorrichtung eher nicht in Frage kommen.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von schematischen und nicht maßstabsgetreuen Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen:
    • 1 eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer Ansteuervorrichtung für einen Oszillationszylinder in einem ersten Betriebszustand, bei welchem sich der Kolben im Zylinder gerade von links nach rechts bewegt,
    • 2 die erfindungsgemäße Ausführungsform gemäß 1 in einem zweiten Betriebszustand, bei welchem der Kolben im Zylinder gerade sein rechtes Hubwegende erreicht hat,
    • 3 die erfindungsgemäße Ausführungsform gemäß 1 in einem dritten Betriebszustand, bei welchem sich der Kolben im Zylinder gerade von rechts nach links bewegt,
    • 4 die erfindungsgemäße Ausführungsform gemäß 1 in einem vierten Betriebszustand, bei welchem der Kolben im Zylinder gerade sein linkes Hubwegende erreicht hat.
  • Die 1 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer Ansteuervorrichtung 10 für einen Oszillationszylinder 12. Der Oszillationszylinder 12 umfasst einen Zylinder 14 und einen sich darin befindlichen und beweglich gelagerten Kolben 16. Der Kolben 16 unterteilt den Innenraum des Zylinders 14 in einen ersten Druckraum 18 (links in 1) und einen zweiten Druckraum 20 (rechts in 1). Mit dem Kolben 16 ist eine Kolbenstange 22 verbunden, die sich aus dem Zylinder 14 hinaus erstreckt. Die Kolbenstange 22 ist wiederum mit einer Arbeitslast 24 verbunden, welche hier insbesondere ein Schaber sein kann, der in einer nicht dargestellten Trockenpartie einer Papiermaschine gegen einen Trockenzylinder gerichtet ist. Die Arbeitslast bzw. der Schaber ist ferner vorzugsweise über ebenfalls nicht dargestellte Gleitlager beweglich gelagert, besonders bevorzugt über Gleitlager mit einer Buchse aus Kunststoff.
  • Die erfindungsgemäße Ansteuervorrichtung 10 umfasst ein Impulsventil 26. Das Impulsventil 26 ist mit einer nicht dargestellten Druckquelle verbunden (unten in 1), welche in diesem Beispiel einen maximalen Überdruck von 6 bar, d.h. 6 bar über Normaldruck, an das Impulsventil 26 liefert. Das Impulsventil 26 ist über eine erste Zuführleitung 28 mit dem ersten Druckraum 18 des Zylinders 14 verbunden, und über eine zweite Zuführleitung 30 mit dem zweiten Druckraum 20 des Zylinders 14. Das Impulsventil 26 ist so ausgebildet, dass es zwei diskrete Schaltzustände kennt, nämlich einen ersten Schaltzustand gemäß 1, bei welchem die Druckquelle mit dem ersten Druckraum 18 des Zylinders 14 über die erste Zuführleitung 28 in Verbindung steht, während der zweite Druckraum 20 über die zweite Zuführleitung 30 entlüftet wird, d.h. 0 bar über Normaldruck aufweist, und einen zweiten Schaltzustand gemäß 3, bei welchem die Druckquelle mit dem zweiten Druckraum 20 des Zylinders 14 über die zweite Zuführleitung 30 in Verbindung steht, während der erste Druckraum 18 über die erste Zuführleitung 28 entlüftet wird, d.h. 0 bar über Normaldruck aufweist.
  • Ferner umfasst die Ansteuervorrichtung 10 erste Mittel, hier maßgeblich in Form eines ersten Überdruckventils 32, die ausgebildet sind, einen ersten Ansteuerimpuls an das Impulsventil 26 zu leiten, wenn der Druck im ersten Druckraum 18 einen ersten vorgegebenen Sollwert überschreitet, sowie zweite Mittel, hier maßgeblich in Form eines zweiten Überdruckventils 34, die ausgebildet sind, einen zweiten Ansteuerungsimpuls an das Impulsventil 26 zu leiten, wenn der Druck im zweiten Druckraum 20 einen zweiten vorgegebenen Sollwert überschreitet.
  • In dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann die Querschnittsfläche des Kolbens 16 im Zylinder 14 so dimensioniert sein und können die Arbeitslast 24 bzw. der Schaber und dessen Lagerung so ausgelegt sein, dass bereits bei einem Überdruck von 2 bar über Normaldruck im ersten Druckraum 18 der Kolben 16 im Zylinder 14, und mit ihm die Arbeitslast 24, nach rechts bewegt werden, wie in 1 durch eine Pfeil an der Arbeitslast 24 angedeutet. Während dieser Bewegung des Kolbens 16 vergrößert sich der erste Druckraum 18 kontinuierlich, während der zweite Druckraum 20 sich kontinuierlich verringert. Da bereits ein Überdruck von 2 bar ausreicht, beträgt der Druck in dem ersten Druckraum 18 während der Bewegung des Kolbens 16 nach rechts in 1 auch ungefähr nur 2 bar, obwohl die Druckquelle einen maximalen Überdruck von 6 bar liefert.
  • Erst wenn der Kolben 16 sein rechtes Hubwegende erreicht hat, wie in 2 dargestellt, steigt der Druck in der ersten Druckkammer 18 kontinuierlich an, nämlich maximal bis zu dem Überdruck von 6 bar von der Druckquelle. In dieser Stellung des Kolbens 16 hat der erste Druckraum 18 auf seine maximale Größe erreicht, wohingegen der zweite Druckraum 20 seine minimale Größe erreicht hat und ggf. ganz verschwunden ist. Dabei sind vorzugsweise hier nicht dargestellte Dämpfungsmittel zwischen dem Kolben 16 und den stirnseitigen Wandungen des Zylinders 14 vorgesehen, um einen Aufprall des Kolbens 16 gegen diese Stirnseiten zu dämpfen.
  • Das erste Überdruckventil 32 ist eingangsseitig mit dem ersten Druckraum 16 verbunden und ausgangsseitig mit einem Eingang des Impulsventils 26. Umgekehrt ist das zweite Überdruckventil 34 eingangsseitig mit dem zweiten Druckraum 20 verbunden und ausgangsseitig mit einem anderen Eingang des Impulsventils 26. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind beide Überdruckventile 32, 34 der Einfachheit halber so eingestellt, dass sie bei einem Überdruck von 6 bar anschlagen, d.h. diesen Überdruck aus dem ersten bzw. zweiten Druckraum 18, 20 als ersten, respektive zweiten Ansteuerimpuls an den jeweiligen Eingang des Impulsventils 26 weiterleiten. Natürlich könnten die beiden Überdruckventile 32, 34 aber auch auf einen anderen Überdruck eingestellt sein. Dieser muss lediglich über dem Überdruck liegen, der zum Bewegen der Arbeitslast 24 notwendig ist (hier: 2 bar) und darf gleichzeitig nicht über dem maximalen Druck von der Druckquelle 26 liegen (hier: 6 bar). Liegt eingangsseitig der Überdruck unter dem vorbestimmten Sollwert, auf den die beiden Überdruckventile 32, 34 eingestellt sind, so sperren diese, so dass ausgangsseitig ein Überdruck von 0 bar anliegt.
  • In 2 ist gezeigt, wie das erste Überdruckventil 32 gerade angeschlagen hat, d.h. den Überdruck von 6 bar aus der ersten Druckkammer 18 als ersten Ansteuerimpuls an den linken Eingang des Impulsventils 26 weiterleitet. Das Impulsventil 26 wird daraufhin als nächstes von seinem ersten Schaltzustand gemäß 1 in seinen zweiten Schaltzustand gemäß 3 umschalten. In diesem zweiten Zustand wird der erste Druckraum 18 über die erste Zuführleitung 28 entlüftet, wohingegen nun der zweite Druckraum 20 über die zweite Zuführleitung 30 mit Überdruck aus der Druckquelle beaufschlagt wird. Infolgedessen bewegt sich der Kolben 16, und mit ihm die über die Kolbenstange 22 damit verbundene Arbeitslast 24, bzw. der Schaber, von rechts nach links in 3. Während sich der Kolben 16 bewegt, beträgt der Überdruck im zweiten Druckraum 20 wieder rund 2 bar, so wie der Überdruck im ersten Druckraum 18 in 1. Während der Bewegung des Kolbens 16 liegt eingangsseitig somit auch an dem zweiten Überdruckventil 34 ein Überdruck von nur rund 2 bar an, welcher unter dem vorgegebenen Sollwert liegt, so dass das zweite Überdruckventil 34 nicht anschlägt bzw. sperrt.
  • Erst wenn der Kolben 16 sein linksseitiges Hubwegende erreicht hat, wie in 4 gezeigt, steigt der Überdruck im zweiten Druckraum 20 von 2 bar auf 6 bar an. Dies führt dann dazu, dass das zweite Überdruckventil 34 anschlägt und den Überdruck von 6 bar aus dem zweiten Druckraum 20 als zweiten Ansteuerimpuls an den rechtsseitigen Eingang des Impulsventils 26 durchleitet. Als nächstes wird daraufhin das Impulsventil 26 wieder umschalten, nämlich von dem zweiten Schaltzustand gemäße 3 in den ersten Schaltzustand gemäß 1, woraufhin sich der gesamte Vorgang der 1 bis 4 wiederholt.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Ansteuervorrichtung
    12
    Oszillationszylinder
    14
    Zylinder
    16
    Kolben
    18
    erster Druckraum
    20
    zweiter Druckraum
    22
    Kolbenstange
    24
    Arbeitslast (Schaber)
    26
    Impulsventil
    28
    erste Zuführleitung
    30
    zweite Zuführleitung
    32
    erstes Überdruckventil
    34
    zweites Überdruckventil
  • 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
    • US 7681486 B2 [0002, 0004, 0008]

Claims (11)

  1. Ansteuervorrichtung (10) für einen Oszillationszylinder (12), welcher einen Zylinder (14) und einen sich darin beweglichen Kolben (16) umfasst, wobei der Kolben (16) das Innere des Zylinders (14) in einen ersten Druckraum (18) und in einen zweiten Druckraum (20) unterteilt und der Kolben (16) mit einer Kolbenstange (22) verbunden ist, die sich in jeder Stellung des Kolbens (16) aus dem Zylinder (14) hinaus erstreckt, wobei die Ansteuervorrichtung (10) ein Impulsventil (26) umfasst, welches ausgebildet ist, ein druckbeaufschlagtes Medium aus einer Druckquelle wahlweise, d.h. auf Basis eines ersten Ansteuerimpulses dem zweiten Druckraum (20) des Zylinders (14) oder, auf Basis eines zweiten Ansteuerimpulses, dem ersten Druckraum (18) des Zylinders (14) zuzuführen, so dass sich der Kolben (16) mit der Kolbenstange (22) in Richtung des ersten Druckraums (18), respektive in Richtung des zweiten Druckraums (20) bewegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuervorrichtung (10) ferner erste Mittel umfasst, die ausgebildet sind, den ersten Ansteuerimpuls an das Impulsventil (26) zu leiten, wenn der Druck im ersten Druckraum (18) einen ersten vorgegebenen Sollwert überschreitet, sowie zweite Mittel umfasst, die ausgebildet sind, den zweiten Ansteuerungsimpuls an das Impulsventil (26) zu leiten, wenn der Druck im zweiten Druckraum (20) einen zweiten vorgegebenen Sollwert überschreitet.
  2. Ansteuervorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem druckbeaufschlagten Medium um ein im bestimmungsgemäßen Gebrauch gasförmiges Medium, insbesondere um Luft, handelt.
  3. Ansteuervorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck, mit welchem das druckbeaufschlagte Medium dem Impulsventil (26) zugeführt wird, größer, vorzugsweise wenigstens doppelt so groß ist, wie der Druck, der im ersten Druckraum (18) oder im zweiten Druckraum (20) benötigt wird, um den Kolben (16) mit einer damit verbundenen Arbeitslast (24) im bestimmungsgemäßen Gebrauch zu bewegen.
  4. Ansteuervorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Sollwert und/oder der zweite Sollwert wenigstens 80% des Drucks entspricht, mit welchem das druckbeaufschlagte Medium dem Impulsventil (26) zugeführt wird, wobei der erste Sollwert vorzugsweise dem zweiten Sollwert entspricht.
  5. Ansteuervorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Mittel einen ersten Drucksensor umfassen, welcher den Druck im ersten Druckraum (18) misst, und die ersten Mittel ausgebildet sind, ein erstes elektrisches Signal als ersten Ansteuerimpuls an das Impulsventil (26) zu leiten, wenn der von dem ersten Drucksensor gemessene Druck im ersten Druckraum (18) den ersten vorgegebenen Sollwert überschreitet, und/oder die zweiten Mittel einen zweiten Drucksensor umfassen, welcher den Druck im zweiten Druckraum (20) misst, und die zweiten Mittel ausgebildet sind, ein zweites elektrisches Signal als zweiten Ansteuerimpuls an das Impulsventil (26) zu leiten, wenn der von dem zweiten Drucksensor gemessene Druck im zweiten Druckraum (20) den zweiten vorgegebenen Sollwert überschreitet.
  6. Ansteuervorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Mittel ein erstes Überdruckventil (32) umfassen, welches eingangsseitig mit dem ersten Druckraum (18) verbunden ist und derart ausgebildet ist, dass es auslöst und den Druck von dem ersten Druckraum (18) zumindest anteilig als ersten Ansteuerungsimpuls dem Impulsventil (26) zuführt, wenn der Druck im ersten Druckraum (18) den ersten vorgegebenen Sollwert überschreitet, und/oder die zweiten Mittel ein zweites Überdruckventil (32) umfassen, welches eingangsseitig mit dem zweiten Druckraum (20) verbunden ist und derart ausgebildet ist, dass es auslöst und den Druck von dem zweiten Druckraum (20) zumindest anteilig als zweiten Ansteuerungsimpuls dem Impulsventil (26) zuführt, wenn der Druck im zweiten Druckraum (20) den zweiten vorgegebenen Sollwert überschreitet.
  7. Oszillationszylinder (12) mit einer Ansteuervorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  8. Trockenpartie einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere Papierbahn, mit einem Oszillationszylinder (12) nach Anspruch 7 und der mit der Steuervorrichtung verbundenen Druckquelle, wobei die Kolbenstange (22) mit einem Schaber (24) verbunden ist, welcher gegen die Außenoberfläche eines Trockenzylinders, insbesondere eines letzten Trockenzylinders der Trockenpartie, gerichtet ist und im bestimmungsgemäßen Gebrauch eine von dem Oszillationszylinder (12) hervorgerufene oszillierende Bewegung entlang seiner Längserstreckungsrichtung vollzieht.
  9. Trockenpartie nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaber (24) mit wenigstens einem Gleitlager beweglich gelagert ist, wobei das Gleitlager vorzugsweise eine Kunststoffbuchse umfasst.
  10. Trockenpartie nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Oszillationszylinder (12) mit der Ansteuervorrichtung (10) innerhalb einer Trockenhaube der Trockenpartie angeordnet ist.
  11. Verwendung einer Ansteuervorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 in einer Trockenpartie nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die Verwendung im bestimmungsgemäßen Gebrauch vorzugsweise bei einer Umgebungstemperatur von größer 80°C, weiter bevorzugt von größer 90°C stattfindet.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0837991B1 (de) 1995-05-31 2000-09-20 JAUHOLA, Lauri Verfahren in einer pneumatischen schwingungsvorrichtung zur detektion eines hindernisses und fortwährendes schwingen und dazu gehörige pneumatische shwingungsvorrichtung
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