[0001] Die Erfindung betrifft einen Rotor für eine Papierstoffaufbereitungsmaschine gemäß
dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
[0002] Ferner betrifft die Erfindung ein Verschleißschutzelement nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 7 zum Schutz eines Rotorflügels an einem Rotor einer Papierstoffaufbereitungsmaschine.
[0003] Ein Rotor der eingangs genannten Art für eine Papierstoffaufbereitungsmaschine ist
bekannt. Zumeist dient er nicht nur zum Umwälzen der Stoffsuspension, sondern gleichzeitig
auch zum Zerkleinern von in der Stoffsuspension enthaltenem Papiermaterial. Wird er
direkt an einem Sieb vorbeibewegt, hält er es von Verstopfungen frei; er dient also
als Siebräumer. Bei diesem bekannten Rotor ist an der, in Rotationsrichtung des Rotors
gesehen, führenden Vorderfläche jedes Rotorflügels durch Aufschweißen verschleißfesten
Materials ein Verschleißschutz aufgebracht.
[0004] Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Rotor für eine Papierstoffaufbereitungsmaschine
bzw. ein Verschleißschutzelement zum Schutz von Rotorflügeln zu schaffen, bei dem
bzw. durch dessen Verwendung die Festigkeit der Rotorflügel wesentlich erhöht wird.
Eventuell soll auch ein Ersatz verschlissener Teile ohne Beschädigung der Rotorblätter
möglich sein.
[0005] Diese Aufgabe wird bei einem Rotor der eingangs genannten Art durch die im Kennzeichen
des Anspruchs 1 genannten Merkmale gelöst. Femer wird die Aufgabe durch ein Verschleißschutzelement
mit den Merkmalen nach Anspruch 7 gelöst, das zum Schutz eines Rotorflügels dient.
[0006] Bei der Erfindung wird das Verschleißschutzelement aus Grundkörper und verschleißfester
Panzerung separat hergestellt und erst dann am Rotorflügel angeschweißt. Dadurch kann
auf das derzeit übliche aufwendige Aufschweißen von dicken Panzerungen an den Rotorflügeln
verzichtet werden, durch das das Werkstoffgefüge der Rotorflügel nachteilig beeinflußt
wird. Die erfindungsgemäß ausgeführte Schweißverbindung dient nur noch der Befestigung
des Verschleißschutzelementes und ist daher wesentlich schonender herzustellen. Ein
weiterer Vorteil liegt darin, daß die Kanten am Verschleißschutzelement bereits vor
dem Einbau entsprechend vorbearbeitet sind, so daß ein zeitaufwendiges Zuschleifen
der Kanten am Rotor entfällt.
[0007] Sobald die Rotorflügel des Rotors nicht mehr in ausreichendem Maße die Stoffsuspension
im Behälter umwälzen oder das in der Stoffsuspension enthaltene Papiermaterial nicht
mehr ausreichend zerkleinert wird, kann das Verschleißschutzelement durch Trennung
an der Schweißnaht ausgebaut und durch einen neuwertigen Verschleißschutz ersetzt
werden. Das Lösen und Ersetzen der Verschleißschutzelemente erfolgt am besten nach
Ausbau des Rotors aus der Stoffaufbereitungsmaschine. Der Ersatz verschlissener Rotoren
kann dann durch "Austausch rotoren" erfolgen.
[0008] Man muß davon ausgehen, daß die Beanspruchung des Verschleißschutzelementes durch
die bei Betrieb angreifenden Kräfte sehr hoch ist. Solche Kräfte lassen sich aber
ohne weiteres auffangen, wenn die Vorderfläche des Rotorflügels und die Hinterfläche
des Verschleißschutzelementes so aufeinander abgestimmt sind, daß eine große tragende
Fläche angeboten wird. Dann genügt eine relativ schwache Schweißnaht zur sicheren
Befestigung, die auch im Bedarfsfalle wieder gelöst werden kann.
[0009] Durch spezielle Ausgestaltung des Verschleißschutzes kann man die hydraulische Wirkung
des Rotorflügels gezielt beeinflussen, um beispielsweise die Strömungsbewegungen innerhalb
der Stoffsuspension zu verändern oder die Zerkleinerungswirkung des Rotors zu verstärken
bzw. zu verringern. Auf diese Weise ist es möglich, die Papierstoffaufbereitungsmaschinen
für unterschiedliche Betriebsbedingungen auszurüsten, ohne daß das Rotor-Grundkonzept
verlassen werden müßte. In der Praxis der Papierstoffaufbereitung gibt es nämlich
eine Vielzahl unterschiedlicher Anforderungen, z.B. wegen der Rohstoffe.
[0010] Die Erfindung und ihre Vorteile werden erläutert an Hand von Zeichnungen. Dabei zeigen:
- Fig. 1
- einen erfindungsgemäßen Rotor in Aufsicht;
- Fig. 2
- Schnitt durch eine Rotorflügel-Nerschleißschutzelement-Verbindung;
- Fig. 3
- Teil eines Verschleißschutzelementes, teilperspektivisch gezeichnet;
- Fig. 4
- Schnitt durch eine weitere Ausführungsform;
- Fig. 5
- einen Rotor mit geraden Flügeln;
- Fig. 6
- einen Sekundärstofflöser als Verwendungsbeispiel für den erfindungsgemäßen Rotor;
- Fig. 7
- einen Primärstofflöser als Verwendungsbeispiel für den erfindungsgemäßen Rotor.
[0011] Der in Fig. 1 dargestellte Rotor 1 weist insgesamt sechs geschwungene Rotorflügel
3 auf. Die Rotorflügel sind mit Verschleißschutzelementen 5 versehen, welche an den,
in Rotationsrichtung R des Rotors 1 gesehen, führenden Vorderflächen 4 angeschweißt
sind. Zur Verdeutlichung ist an einem Rotorflügel 3 das Verschleißschutzelement nicht
eingezeichnet, so daß dort die führende Vorderfläche 4 freiliegt. Sinnvollerweise
sind bei Verwendung des Rotors in der Papierstoffaufbereitungsmaschine alle Rotorflügel
3 mit Verschleißschutzelementen 5 versehen. Diese tragen an ihren Vorderflächen verschleißgeschützte
Arbeitsflächen 7.
[0012] Die Fig. 2 zeigt einen Schnitt, der sowohl durch einen Rotorflügel 3, als auch durch
ein Verschleißschutzelement 5 gelegt ist. Dabei ist erkennbar, daß das Verschleißschutzelement
5 aus einem Grundkörper 6 besteht, an den die verschleißgeschützten Arbeitsflächen
7 angebracht sind. Zweckmäßigerweise sind diese Arbeitsflächen 7 durch Auftragsschweißen
erzeugt. Wie bereits erwähnt, wird die Auftragsschweißung an den Grundkörper 6 angebracht,
bevor dieser an den Rotorflügel 3 angeschweißt wird. Auf Grund dieses Aufbaus des
Rotors ergeben sich sehr gute Möglichkeiten, die verschleißgeschützten Arbeitsflächen
7 so zu gestalten, daß sie den Ansprüchen bei Benutzung des Rotors genügen. Die Darstellung
in Fig. 2 ist so zu verstehen, daß im Einbauzustand die unten liegende Seite des Rotors
der Behälterwand zugewandt ist, während die oben liegende Seite zum Behälterinnenvolumen
weist. Daher fällt der unteren Vorderkante 9 eine besondere Bedeutung des Rotors zu.
Wenn z.B. der Behälter mit einem Sieb versehen ist, welches durch den Rotor von Verstopfung
frei gehalten werden soll, ist die Form dieses Teils der verschleißgeschützten Arbeitsfläche
7 und der Vorderkante 9 besonders wichtig. Aber auch die obere Vorderkante 8 wirkt
sich auf das Arbeitsergebnis des Rotors aus. An der unteren Vorderkante 9 ist die
Arbeitsfläche 7 mit dem Winkel a gegen die Senkrechte angestellt. Das ist für den
Räumeffekt des Rotors sehr förderlich. In anderen Fällen kann es günstiger sein, die
Arbeitsfläche senkrecht anzustellen, also mit einem Winkel α von 0°, oder auch mit
einem negativen Winkel.
[0013] Fig. 3 zeigt den Teil eines erfindungsgemäßen Verschleißschutzelementes 5, welches
eine kegelringförmig gebogene Rückseite 10 aufweist und mit etwas anderen verschleißgeschützten
Arbeitsflächen 7 als die in Fig. 2 versehen ist. Sinnvollerweise ist der mit diesem
Verschleißschutzelement 5 zu verbindende Teil des Rotorflügels (nicht gezeichnet)
in derselben Weise kegelringförmig geformt, um das Anschweißen zu erleichtern und
um die auftretenden Kräfte optimal abfangen zu können.
[0014] Die in Fig. 4 gezeigte Verbindung von Rotorflügel 3 und Verschleißschutzelement 5'
ist mit einem Absatz ausgeführt, was die Montage und das Auftrennen erleichtert. Der
Rotorflügel 3' ist wesentlich vereinfacht.
[0015] Wie Fig. 5 an einem weiteren Beispiel zeigt, sind auch Rotoren mit geraden Rotorflügeln
in der erfindungsgemäßen Ausführung möglich. Die Verschleißschutzelemente 5" sind
als gerade Leisten ausgeführt und werden an ebenfalls gerade Vorderflächen angeschweißt.
Das ist beträchtlich billiger, aber nur bei solchen Rotoren sinnvoll, die in dieser
Form ihren Zweck erfüllen können.
[0016] Papierstoffaufbereitungsmaschinen, die für die Verwendung des erfindungsgemäßen Rotors
vorgesehen sind, sind insbesondere Papierstofflöser. Dabei unterscheidet man zwischen
Primärstofflösern und Sekundärstofflösern. Der Sekundärstofflöser, z.B. gemäß der
Fig. 6, ist, was die Verschleißfestigkeit und die hydraulische Wirkung des darin verwendeten
Rotors angeht, besonders anspruchsvoll. Das liegt an der Kompaktheit solcher Maschinen
und dem hohen Durchsatz. Stoff, der in Sekundärstofflösem bearbeitet wird, insbesondere
Altpapier, enthält zumeist einen beträchtlichen Anteil von Fremdstoffen, welche dem
Rotor stark zusetzen. Die betriebssichere Funktion solcher Maschinen hängt davon ab,
daß die Siebe zuverlässig von Verstopfungen freigehalten werden. Hinzu kommt, daß
in vielen Fällen auch eine Auflösewirkung, d.h. eine weitere Zerkleinerung des suspendierten
Papierstoffes gewünscht wird. Alle diese Anforderungen führen dazu, daß die Rotoren
verschleißfest sein müssen und daß die Arbeitskanten dieser Rotoren möglichst lange
in der vorgesehenen Form verbleiben, bevor sie durch Verschleiß z.B. abgerundet oder
abgetragen sind. Der hier gezeigte Sekundärstofflöser hat für die Papierstoffsuspension
einen zentralen Einlauf 11 in das Gehäuse 2. Der Rotor 1 hält das Sieb 12 von Verstopfungen
frei und erzeugt im Gehäuse 2 den Stoffumtrieb (Pfeile 13). Der Teil der Suspension,
der das Sieb 12 passiert hat, verläßt das Gehäuse durch die Gutstofföffnung 14, während
das Abgewiesene durch den Rejektabfluss 15 ausgeleitet wird. Die Funktion solcher
Sekundärstofflöser ist allgemein bekannt. Varianten sind in der Strömungsführung möglich,
z.B. ein tangentialer Einlauf und zentraler Rejektabfluss.
[0017] Einen typischen Primärstofflöser zeigt die Fig. 7. Auch dessen Funktion ist allgemein
bekannt. Man erkennt, daß der Rotor 1 am Boden des Behälters 2' in Rotation versetzt
wird und dadurch das am Boden sitzende Sieb 12 frei hält. Bei einem Primärstofflöser
wird der Papierfaserstoff S zusammen mit Wasser W über die freie Oberfläche der Suspension
eingetragen.
1. Rotor (1) für eine Papierstoffaufbereitungsmaschine, der in einem Behälter (2) der
Papierstoffaufbereitungsmaschine angeordnet ist und mindestens einen Rotorflügel (3)
zum Umwälzen einer in dem Behälter (2) enthaltenen Stoffsuspension aufweist, wobei
an einer, in Rotationsrichtung des Rotors (1) gesehen, führenden Vorderfläche (4)
des Rotorflügels (3) ein Verschleißschutz vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß zum Verschleißschutz ein Verschleißschutzelement (5, 5', 5") dient, das einen
Grundkörper (6) mit mindestens einer verschleißgeschützten Arbeitsfläche (7) aufweist,
der am Rotorflügel (3) angeschweißt ist.
2. Rotor nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die verschleißgeschützte Arbeitsfläche (7) durch Auftragsschweißen von verschleißfestem
Werkstoff vor dem Anschweißen des Grundkörpers (6) an den Rotorflügel (3) erzeugt
ist.
3. Rotor nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß zumindest ein am freien Ende des Rotorblattes (3) beginnender Teilabschnitt der
Vorderfläche (4) des jeweiligen Rotorflügels (3) vollständig vom Verschleißschutzelement
(5, 5', 5") bedeckt ist.
4. Rotor nach Anspruch 1, 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß das am Rotorflügel (3) befestigte Verschleißschutzelement (5, 5', 5") in Richtung
der dem Behälterboden zugewandten Seite des Rotorflügels (3) über die Vorderfläche
(4) des Rotorflügels (3) hinausragt.
5. Rotor nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die die Stirnseite des Verschleißschutzelements (5, 5', 5") in Richtung der der
Behälterwand zugewandten Seite des Rotorflügels (3) in einem Winkel (α), der zwischen
1 und 45° liegt, derart abgeschrägt verläuft, daß der radiale Abstand der Stirnseite
von der Rotationsachse des Rotors in Richtung der Behälterwand zunimmt.
6. Rotor nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die führende Vorderfläche (4) die Form eines zylindrischen oder kegeligen Ringsegmentes
hat.
7. Verschleißschutzelement (5, 5', 5") zum Schutz eines Rotorblattes (3) an einem in
einem Behälter (2) einer Papierstoffaufbereitungsmaschine angeordneten Rotor (1),
dessen Rotorflügel (3) zum Umwälzen einer in dem Behälter enthaltenen Stoffsuspension
dienen, wobei das Verschleißschutzelement (5) einen Grundkörper (6) aufweist mit mindestens
einer verschleißgeschützten Arbeitsfläche (7) und einer Rückseite (10), die so geformt
ist, daß sie mit der, in Rotationsrichtung des Rotors (1) gesehen, führenden Vorderfläche
(4) des zu schützenden Rotorflügels (3) verschweißbar ist.
8. Verschleißschutzelement nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die verschleißgeschützte Arbeitsfläche (7) aus einem verschleißfesten Werkstoff,
vorzugsweise einem nichtrostenden, legierten Edelstahl, gebildet ist.
9. Verschleißschutzelement nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Grundkörper (6) die Form eines zylindrischen oder kegeligen Ringsegmentes
hat.
10. Verschleißschutzelement nach Anspruch 7, 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die verschleißgeschützte Arbeitsfläche (7) mindestens eine Vorderkante (8, 9)
aufweist, die sich, in Rotationsrichtung des Rotors (1) gesehen, nach vorne erstreckt.
11. Verschleißschutzelement nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Krümmungsradius der Vorderkante (8, 9) höchstens 2 mm beträgt.