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Patent Searching and Data


Title:
VIBRATION MEASURING ASSEMBLY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/043363
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device and a method for treating fibers. The device has a multipart housing in which at least one first treatment tool (1, 3) and a second treatment tool (2, 4) are arranged. The treatment tools (1, 2, 3, 4) have a rotationally symmetrical shape and are arranged coaxially to each other and can be rotated relative to each other about a common axis (5). Each of the two treatment tools (1, 2, 3, 4) delimit a treatment gap (11, 12), through which the fibrous material passes in a radial direction. Two housing parts (7, 8), each of which supports at least one treatment tool (1, 2, 3, 4), are coupled together via a joint (9) which can rotate about a joint axis (13). A contact between two treatment tools (1, 2, 3, 4) is reliably detected via at least one sensor (6) arranged on the housing, preferably a sensor (6) arranged on the exterior of the housing, in order to detect vibrations of the device.

Inventors:
HEIM MARTIN (DE)
HONIG ADRIAN (DE)
Application Number:
PCT/EP2021/073464
Publication Date:
March 03, 2022
Filing Date:
August 25, 2021
Export Citation:
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Assignee:
VOITH PATENT GMBH (DE)
International Classes:
B02C7/14; D21B1/14; D21D1/30
Foreign References:
US20070125891A12007-06-07
JP2003112069A2003-04-15
EP0792689A11997-09-03
US4233600A1980-11-11
US20070125891A12007-06-07
EP0792689B12000-02-09
Attorney, Agent or Firm:
VOITH PATENT GMBH - PATENTABTEILUNG (DE)
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Claims:
Vorrichtung zur Faserstoffbehandlung (20) mit einem Sensor (6) für eine Erfassung von Schwingungen und mit einem mehrteiligen Gehäuse (7,8) mit einem Deckel (8) und mit innerhalb des Gehäuses angeordneten Faserbehandlungswerkzeugen (1 ,2,3,4,), wobei die Faserbehandlungswerkzeuge (1 ,2, 3, 4) zur Bildung eines Behandlungsspaltes ((11 ,12) mit zueinander weisenden Behandlungsprofilen (10) voneinander beabstandet angeordnet sind und relativ zueinander rotierbar gelagert sind und mindestens ein Behandlungswerkzeug (1 ) axial verschiebbar in dem Gehäuse (7,8) zur Einstellung einer Breite des mindestens einen Behandlungsspaltes (11 ,12) zwischen den zueinander weisenden Behandlungsprofilen (10) gelagert ist, wobei mindestens ein Gehäuseteil ein Faserbehandlungswerkzeug trägt, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (6) am Gehäuse, vorzugsweise außen am Gehäuse, angeordnet ist. Vorrichtung (20) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass als Sensor (6) ein einachsiger Beschleunigungsaufnehmer zur Detektion von Schwingungen vorgesehen ist. Vorrichtung (20) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (6) in Form des einachsige Beschleunigungsaufnehmers zur Detektion in Richtung der Spaltbreite des Behandlungsspaltes (11 ,12) ausgerichtet angeordnet ist. Vorrichtung (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Deckel (8) durch mindestens zwei Scharniere (9) drehbar um eine Gelenkachse (13) gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (6) in einem Bereich zwischen den Scharnieren (9) am Gehäuse, vorzugsweise am Deckel (8), angeordnet ist, wobei dieser Bereich zwischen den Scharnieren (9) durch senkrecht zur Gelenkachse(13) verlaufende Ebenen begrenzt ist.

5. Vorrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel um eine vertikal verlaufende Gelenkachse (13) drehbar gelagert ist.

6. Vorrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (6) auf der scharnierseitigen Deckelhälfte des Deckels (8) angeordnet ist.

7. Vorrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für eine Signalverarbeitung der Signale des Sensors (6) ein Hochpassfilter von mindestens 4000 HZ vorgesehen ist.

8. Vorrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (20) eine Steuereinrichtung mit einem Speicher für eine Speicherung von Standartabweichungen (22) umfasst und wobei eine Auswerteeinrichtung vorgesehen ist und durch die Auswerteeinrichtung ein Fehlbetrieb (25) bei Überschreiten einer vorbestimmten Anzahl schwingungsbelasteter Zeitintervalle (26) vorbestimmter Länge erkannt wird, wobei mindestens die Hälfte der Zeitintervalle (28) schwingungsbehaftet sind, vorzugsweise mindestens 3 von 5 Zeitintervallen (28) schwingungsbehaftet sind.

9. Vorrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Läge eines vorbestimmten Zeitintervalles (26) mindestens 2 see beträgt.

10. Vorrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der jeweils betrachteten Zeitintervalle (26) gleich lang ist.

11 . Verfahren zur Erkennung eines Fehlbetriebes mit den Verfahrensschritten 15

-Detektion der Schwingungbeschleunigung durch einen mindestens einachsigen Schwingungssensor,

-Filterung der Schwingungssignale mittels eines Hochpassfilters

- bei erkannter Überschreitung eines vorbestimmten Schwingungsschwellwertes erfolgt eine Ermittlung der Schwingungsbeschleunigung über eine vorbestimmte Anzahl an vorbestimmten Zeitintervallen

-Signalisieren eines Fehlbetriebes, wenn in mindestens der Hälfte von aufeinanderfolgenden Zeitintervallen der Schwingungsschwellwert überschritten wird, vorzugsweise wenn in mindestens 3 von 5 Zeitintervallen der Schwingungsschwellwert überschritten wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Messung über einen Zeitintervall mindestens 2 see. andauert.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass für eine Bestimmung der Schwingungsintensität fortlaufend eine Bestimmung einer Standartabweichung von den aufgezeichneten Schwingungsbeschleunigungssignalen durchgeführt wird und die Standartabweichung für eine Erkennung eines Fehlbetriebes herangezogen wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass nach jedem Anfahren ein Grundwert von betriebsbedingten Schwingungen eingelernt wird, um durch eine Umgebung bedingten Grundschwingungen zu eliminieren.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die bei erkanntem Fehlbetrieb die axiale Lage wenigstens eines Behandlungswerkzeuges (1 ,2, 3, 4) eines Gehäuseteiles (7,8) zur Verbreiterung zumindest eines Behandlungsspaltes (11 ,12) verstellt wird.

Description:

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Faserstoffbehandlung mit einem Sensor zur Erfassung von Schwingungen. Die Vorrichtung weist ein mehrteiliges Gehäuse auf. Das Gehäuse umfasst einem Deckel. Die Vorrichtung weist weiterhin Faserbehandlungswerkzeuge auf, wobei die Faserbehandlungswerkzeuge zur Bildung mindestens eines Behandlungsspaltes mit zueinander weisenden Behandlungsprofilen voneinander beabstandet angeordnet und relativ zueinander rotierbar gelagert sind. Mindestens ein Behandlungswerkzeug ist axial verschiebbar zur Einstellung einer Breite des mindestens einen Behandlungsspaltes zwischen den zueinander weisenden Behandlungsprofilen gelagert. Mindestens eines der der Behandlungswerkzeuge wird von einem Gehäuseteile getragen.

In der Regel haben die Behandlungswerkzeuge eine rotationssymmetrische Form und sind koaxial zueinander angeordnet. Zwei Behandlungswerkzeuge begrenzen einen vom Faserstoff radial durchströmten Behandlungsspalt und die Behandlungswerkzeuge besitzen jeweils ein zum Behandlungsspalt weisendes Behandlungsprofil .Sind mehrere Behandlungsspalte vorgesehen, kann vorgesehen sein, dass zumindest ein Behandlungswerkzeug axial schwimmend gelagert ist.

Die Erfindung betrifft ebenso ein Verfahren zur Minimierung des Verschleißes bei einer Vorrichtung zur Behandlung von Faserstoff, wobei die Vorrichtung ein mehrteiliges Gehäuse besitzt, in welchem zumindest ein erstes Behandlungswerkzeug und ein zweites Behandlungswerkzeug angeordnet ist, die Behandlungswerkzeuge eine rotationssymmetrische Form haben, koaxial zueinander angeordnet sind, sich relativ zueinander um eine gemeinsame Achse drehen, jeweils zwei Behandlungswerkzeuge einen vom Faserstoff radial durchströmten Behandlungsspalt begrenzen und die Behandlungswerkzeuge jeweils ein zum Behandlungsspalt weisendes Behandlungsprofil besitzen, wobei zumindest ein Behandlungswerkzeug axial schwimmend gelagert ist, zwei, jeweils wenigstens ein Behandlungswerkzeug tragende Gehäuseteile über ein um eine Gelenkachse drehbares Gelenk miteinander gekoppelt sind und die Vorrichtung zumindest mit einem Sensor ausgestattet ist. Aus der US 2007/0125891 A1 ist ein Refiner für die Behandlung einer für die Papierherstellung verwendeten Fasersuspension bekannt. Bei diesem Refiner ist ein Vibrationssensor vorgesehen, durch den eine Berührung der Behandlungswerkzeuge erkannt wird. Der Sensor ist innerhalb des Refiners an einem Träger eines stationären Behandlungswerkzeugs angeordnet. Durch den Sensor werden axiale Vibrationsbewegungen erkannt. Aufgrund der axialen Vibrationsbewegungen kann auf eine Berührung der Behandlungswerkzeuge geschlossen werden. Es können auch zwei Vibrationssensoren vorgesehen sein, die jeweils auf einem stationär angeordneten Träger eines Behandlungswerkzeuges vorgesehen sind.

Aus der EP 792 689 B1 ist ein Refiner und ein Verfahren zum Befestigen oder Lösen von Refinerscheiben bekannt. Der Refiner weist eine Zerkleinerungskammer auf. Die Verkleinerungskammer umfasst einen Hauptabschnitt. Der Hauptabschnitt ist durch einen Deckel verschlossen. Der Deckel ist mit dem Hauptabschnitt über ein Scharnier verbunden und kann geöffnet werden, wobei in der geöffneten Position der Deckel über das Scharnier gelagert ist.

Bei derartigen Vorrichtungen wie Refiner, Disperger, Entstipper ist es möglich, obwohl sich die relativ zueinander bewegbaren Behandlungswerkzeuge nicht berühren, eine mechanische Bearbeitung des Faserstoffes zu erreichen, wobei sich die Behandlungswerkzeuge in einem geringen Abstand aneinander vorbeibewegen. Die Intensität der Behandlung hängt dabei zum einen von der Spaltbreite zwischen den Oberflächen der Behandlungswerkzeuge und zum anderen von der Konsistenz des Faserstoffes ab. Mit steigender Intensität der Behandlung geht auch ein Verschleiß der Behandlungswerkzeuge einher. Vorrichtungen der o. g. Art werden z. B. zur Qualitätsverbesserung von Zellstoff, TMP oder Faserstoff eingesetzt, der aus Altpapier gewonnen wurde.

Kommt es infolge Verschleiß zu einer Verminderung der Höhe des Behandlungsprofils der Behandlungswerkzeuge, so führt der hierdurch vergrößerte Behandlungsspalt zu einer Verminderung der Leerlauf- bzw. Pumpleistung. Bei gleichbleibender Gesamtleistung führt dies gleichzeitig zu einer Erhöhung der für die angestrebte Behandlungsintensität relevanten spezifischen Leistung der Vorrichtung und damit zu einer zu starken Behandlung, insbesondere Mahlung der Fasern. Bei einem zu kleinen Spalt wiederum besteht die Gefahr einer zu hohen, elektrischen Stromaufnahme und des Kontakts der Behandlungswerkzeuge.

Es ist seit langem bekannt, Zellstofffasern, d.h. Primär- und Sekundarfaserstoff zu mahlen, um bei der daraus hergestellten Faserstoffbahn die gewünschten Eigenschaften, insbesondere hinsichtlich Festigkeit, Porosität, Formation und Oberfläche erreichen zu können.

Bei den dabei zum Einsatz kommenden Refinern werden die Mahlflächen wegen des relativ schnellen Verschleißes von auswechselbaren, mit der entsprechenden Grundplatte verschraubten Mahlgarnituren gebildet. Für das Erreichen der gewünschten Fasereigenschaften, insbesondere den SR-Wert (Schopper-Riegler Wert), müssen die Mahlgarnituren dem zu behandelnden Faserstoff bestmöglich angepasst werden, auch um neben einer idealen Faserbehanldung auch einen übermäßigen Verschleiß der Garnituren zu verhindern.

Refiner können als Scheibenrefiner oder Kegelrefiner ausgebildet sein.

Zur Erhöhung des Durchsatzes kommen zunehmend Doppelspaltanordnungen zum Einsatz. Wegen des dabei axial schwimmend gelagerten Rotors können keine verlässlichen Aussagen zur Spaltbreite und zum Verschleißzustand gemacht werden. Rein theoretisch müsste sich bei einem hydraulischen Gleichgewicht gleiche Spaltbreiten einstellen, jedoch hat sich in der Praxis gezeigt, dass unterschiedlich breite Spaltbreiten im Betrieb auftreten können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, mittels denen ein hoher Verschleiß von Mahlgarnituren durch Berührungen der Behandlungsprofile im Betrieb vermindert werden kann.

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher bei diesen Vorrichtungen mit möglichst einfachen Mitteln den Verschleiß der Behandlungswerkzeuge zu minimieren. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung ein Verfahren bereitzustellen, mit dem der Verschleiß der Behandlungswerkzeuge minimiert werden kann. Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Sensor zur Erfassung von Schwingungen der Vorrichtung am Gehäuse der Vorrichtung angeordnet ist. Vorzugsweise ist der Sensor außen am Gehäuse angeordnet. Durch Anordnung am Gehäuse ist der Sensor gut zugänglich. Durch diese Anordnung des Sensors sind eine einfache Wartung und ein einfacher Austausch sowie eine einfache Nachrüstung möglich.

Für die Erfassung von auf einen Kontakt der Behandlungswerkzeuge hinweisenden Schwingungen hat es sich als vorteilhaft herausgestellt den Sensor auf einem ein Behandlungswerkzeug tragenden Gehäuseteil anzuordnen.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn ein Gehäuseteil feststeht und zumindest der Sensor auf oder im, von diesem über das Gelenk wegschwenkbaren als Deckel bezeichneten Gehäuseteil untergebracht ist.

Zur Erfassung von verschleißerhöhenden Zuständen sollte der Sensor die Schwingbeschleunigung und/oder Schwingungen im Bereich zwischen 4 und 12 kHz erfassen.

Besonders geeignet sind hierfür Sensoren in Form einachsiger Beschleunigungsaufnehmer, welche bevorzug parallel zur Achse der Vorrichtung ausgerichtet sind. Diese Achse ist auch parallel zu der Breite der Behandlungsspalte sofern es sich um ebene Behandlungsprofile handelt. Sind konische Behandlungsprofile vorgesehen, so hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, dass die Achse des einachsigen Beschleunigungsaufnehmers parallel zur Breite des Behandlungsspaltes ausgerichtet ist. Dabei bildet sich die Breite des Behandlungsspaltes senkrecht zu den Behandlungsoberflächen aus. Einachsige Beschleunigungsaufnehmer sind als Massenprodukt kostengünstig erhältlich.

Anwendung findet die Erfindung bevorzugt bei Vorrichtungen, bei denen im Gehäuse zwei Behandlungsspalte vorhanden sind und die beiden mittleren Behandlungswerkzeuge auf einer gemeinsamen, rotierenden Grundplatte befestigt sind, welche axial schwimmend gelagert ist. Dies ist prinzipiell neben der bevorzugten Mahlung auch bei der Entstippung oder Dispergierung möglich. Wird dabei ein verschleißkritischer Zustand (Kontakt der Behandlungswerkzeuge oder zu geringes Faserstoffsspensionspolster eines Behandlungsspaltes) erkannt, so kann dieser Zustand leicht aufgehoben werden, wenn die axiale Lage wenigstens eines Behandlungswerkzeuges eines Gehäuseteiles einstellbar ist. So kann dem erhöhten Verschleiß einfach durch eine Verbreiterung des Behandlungsspaltes entgegengewirkt werden.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Deckel des Gehäuses um eine Gelenkachse drehbar gelagert ist. Insbesondere sind mindestens zwei Scharniere vorgesehen. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt den Sensor in einem Bereich zwischen den Scharnieren am Gehäuse, vorzugsweise am Deckel anzuordnen. Dabei ist der Bereich zwischen den Scharnieren durch senkrecht zur Gelenkachse verlaufende Ebenen begrenzt ist. Verläuft die Gelenkachse vertikal, so ist der Sensor in einem horizontalen Bereich zwischen den Scharnieren angeordnet.

Bei einer Ausführungsform ist vorgesehen, den Sensor auf der scharnierseitigen Deckelhälfte vorzusehen.

Als besonders geeignet hat sich eine Position zwischen den Scharnieren herausgestellt, die parallel zu dem Behandlungsspalt verläuft, wobei die Sensorachse in Richtung Spaltbreite ausgerichtet ist. Dadurch können insbesondere Schwingungen erfasst werden, die auf eine Berührung der Behandlungsprofile der Behandlungswerkzeuge zurückgehen.

Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt eine Position für den Sensor zu wählen, der eine Steifigkeit aufweist, so dass hochfrequente Störschwingungen minimiert sind.

Hinsichtlich des Verfahrens ist es wesentlich, dass zur Minimierung des Verschleißes bei einer Vorrichtung zur Behandlung von Faserstoff über einen Sensor die Schwingungsintensität, insbesondere der Schwingungbeschleunigung oder der Standartabweichung der Schwingungsbeschleunigug ermittelt wird. Die ermittelten Schwingungssignale werden mittels eines Hochpassfilters, insbesondere mit einem Hochpassfilter von mindestens 4000 HZ, vorzugsweise mindestens 5000 HZ, gefiltert. Bei erkanntem überschrittenem Schwingungsschwellwert, auch als Schwingungspeak bezeichnet, ist eine Ermittlung der Schwingungen, insbesondere der Schwingungsbeschleunigung über eine vorbestimmte Anzahl an Zeitintervallen. Wird bei mindestens der Hälfte der Zeitintervalle der Schwingungsschwellwert überschritten, so wird ein Fehlbetrieb signalisiert.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass eine Messung über einen Zeitintervall mindestens 2 Sekunden andauert. In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Zeitintervalle von identischer Länge sind.

Um betriebsbedingte, kurzzeitige Kontakte zwischen den Behandlungswerkzeugen auszublenden, sollte nur bei mindestens je einem Schwingungspeaks in wenigstens zwei vorgegebenen Zeitabschnitten, vorzugsweise in wenigstens drei von zumindest fünf nacheinander liegenden, vorgegebenen Zeitintervallen auf einen Kontakt von zwei Behandlungswerkzeugen geschlossen werden.

Es hat sich insbesondere als vorteilhaft herausgestellt mindestens fünf aufeinanderfolgende Zeitintervalle heranzuziehen. Wird innerhalb von 3 Zeitintervallen ein Schwingungspeak erkannt, so wird ein Fehlbetrieb signalisiert.

Bei der Auswertung der Schwingung kann die Zuverlässigkeit verbessert werden, indem Grundschwingungen der Umgebung der Vorrichtung berücksichtigt werden Dafür ist vorgesehen, dass bei jedem Anfahren der Vorrichtung ein Grundwert von betriebsbedingten Schwingungen eingelernt wird. Dadurch können durch eine Umgebung bedingten Grundschwingungen eliminiert werden.

Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt für eine Bestimmung der Schwingungsintensität fortlaufend eine Bestimmung einer Standartabweichung von den aufgezeichneten Schwingungsbeschleunigungssignalen durchzuführen. Die Standartabweichung kann gegenüber einer ermittelten Schwingungsbeschleunigung geringere Werte aufweisen, wenn die Maschine ruhig und hoch belastet betrieben wird.

Nachfolgend soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

In der beigefügten Zeichnung zeigt:

Figur 1 : einen Doppelscheiben-Refiner in geöffnetem Zustand;

Figur 2: eine Seitenansicht des geschlossenen Refiners;

Figur 3: eine andere Seitenansicht des geschlossenen Refiners und Figur 4: einen schematischen Querschnitt durch den Refiner.

Fig. 5: Darstellung der Sensordaten und der Zeitintervallmethode

Fig. 6: Aufzeichnung von Beschleunigungsdaten im Vergleich zu der Standartabwechung

Im Gehäuse der Anordnung zur Mahlung von Faserstoff befinden sich gemäß Figur 4 zwei parallele, senkrecht zur Rotations-Achse 5 verlaufende Behandlungsspalte 11 ,12, die jeweils von einem nicht-rotierenden 1 ,4 und einem um die Achse 5 rotierenden, ebenen Behandlungswerkzeug 2,3 gebildet werden.

Das jeweils zum Behandlungsspalt 11 ,12 weisende, kreisringförmige Behandlungsprofil 10 dieser Behandlungswerkzeuge 1 ,2, 3, 4 wird von Mahlgarnituren gebildet, die auf der Profilseite eine Vielzahl von im Wesentlichen radial verlaufenden Mahlleisten besitzen, so dass dieses Profil von diesen Mahlleisten und den dazwischenliegenden Nuten gebildet wird.

Die zu mahlende Fasersuspension gelangt hier über einen Zulauf durch das Zentrum der Vorrichtung in einen der beiden Behandlungsspalte 11 ,12 zwischen den Mahlgarnituren. Die Fasersuspension passiert dann die zusammenwirkenden Behandlungswerkzeuge 1 ,2, 3, 4 radial nach außen und sammelt sich in dem sich anschließenden Ringraum.

Während zumindest ein Teil der so behandelten Fasersuspension diesen Ringraum durch einen Ablauf verlässt, kann unter Umständen der andere Teil der Fasersuspension durch die Nuten der nicht-rotierenden Behandlungswerkzeuge 1 ,4 durch einen Abschnitt ihrer Länge wieder zurückfließen.

Der Querschnitt der Mahlleisten, auch Messer genannt, ist im Allgemeinen rechteckig, wobei es aber auch andere Formen gibt. Die Oberseite dieser Mahlleisten, also die die Mahlkanten tragenden Flächen, die die jeweilige Mahlgarnitur in Richtung Gegengarnitur abschließen, liegen in der Radialebene.

Die zwischen den Mahlleisten verlaufenden Nuten haben ebenfalls einen rechteckigen Querschnitt und dienen als Strömungskanäle für die Fasersuspension. Die Nuttiefe beträgt meist zwischen 2 und 20 mm. Bei der hier gezeigten Mahlanordnung rotiert das zum jeweils anderen Behandlungsspalt 11 , 12 benachbarte Behandlungswerkzeug 2,3 beider Behandlungsspalte 11 ,12 mit einer, durch die Mitte des Behandlungsprofils 10 gehenden Achse 5. Diese rotierenden Behandlungswerkzeuge 2,3 sind an einer gemeinsamen, axial auf der rotierenden Achse 5 verschiebbaren und mitrotierenden Grundplatte 14 lösbar befestigt.

Angetrieben wird diese Achse 5, wie in Figur 2 zu erkennen, von einem über ein Getriebe 15 gekoppelten Antrieb 16.

Das Gehäuse der Vorrichtung wird insbesondere gemäß den Figuren 1 und 3 von einem großen, auf einem Maschinenfundament 17 gelagerten, feststehendem Gehäuseteil 7 und einem kleineren, von diesem wegschwenkbaren Gehäuseteil 8 in Form eines Deckels gebildet.

Diese beiden jeweils ein nicht-rotierendes Behandlungswerkzeug 1 ,4 tragenden Gehäuseteile 7,8 sind über ein, um eine Gelenkachse 13 drehbares, hier beispielhaft zweiteilig ausgeführtes Gelenk 9 miteinander gekoppelt.

Während das nicht-rotierende Behandlungswerkzeug 4 fest mit dem feststehenden Gehäuseteil 7 verbunden ist, kann das andere nicht-rotierende Behandlungswerkzeug 1 über eine Verstelleinrichtung 18 zur Einstellung der Gesamtbreite beider Behandlungsspalte 11 ,12 axial entlang der Rotations-Achse 5 verschoben werden.

Da die Grundplatte 14 schwimmend auf der Achse 5 gelagert ist, stellt sich ihre axiale Position im Zusammenspiel der in den beiden Behandlungsspalten 11 , 12 wirkenden, hydraulischen Kräfte ein.

In Abhängigkeit vom Durchfluss sowie des Verschleißes beider Behandlungsspalte 11 ,12 kann es so vorkommen, dass die Breite der Behandlungsspalte 11 ,12 unterschiedlich ist, was sich entsprechend negativ auf die Qualität der Faserbehandlung und den Verschleiß auswirken kann.

Des Weiteren kann ein erhöhter Reibwert bei der axial schwimmenden Lagerung der rotierenden Grundplatte 14 (mit ihren Behandlungswerkzeugen 2,3) auf der Achse 5 dazu führen, dass sich der Rotor nicht zentriert. Im Ergebnis kann es zu einem nicht ausreichend großen Faserstoffsuspensionspolster in einem Behandlungsspalt 11 ,12 oder gar zum Kontakt der Behandlungswerkzeuge 1 ,2, 3, 4 kommen.

Bei einem Kontakt der Behandlungswerkzeuge 1 ,2, 3, 4 eines Behandlungsspaltes 11 ,12 kommt es über die Kontaktzeit zu einem exponentiellen Verschleiß des Behandlungsprofils 10 dieser Behandlungswerkzeuge 1 ,2, 3, 4.

Um diesen erhöhten Verschleiß zu verhindern, werden die Schwingungen der Vorrichtung über wenigstens einen Sensor 6 überwacht. Dieser Sensor 6 ist als einachsiger Beschleunigungsaufnehmer mit piezoelektrischem Messprinzip ausgebildet und parallel zur Achse 5 ausgerichtet.

Hierbei hat es sich für eine zuverlässige Erkennung eines kritischen Betriebszustandes als vorteilhaft erwiesen, dass der Sensor 6 Schwingungen im Bereich zwischen 5 und 12 kHz erfasst und dabei die Schwingbeschleunigung misst.

Damit bei der Auswertung der Signale des Sensors 6 niederfrequente Grundschwingungen der Umgebung berücksichtigt werden können, erfasst wenigstens ein weiterer Sensor Schwingungen im Bereich des Getriebes 15.

Zur zuverlässigen Messung von Schwingungen zwecks Minimierung des Verschleißes bei derartigen Vorrichtungen zur Behandlung von Faserstoff ist zumindest ein Sensor 6 im Gehäuse in der Nähe des Gelenks 9 angeordnet. Dieser Bereich hat wegen der höheren Beanspruchung auch eine höhere Steifigkeit.

Wie in Figur 3 gezeigt, befindet sich dieser Sensor 6 im, über das Gelenk 9 wegschwenkbaren Gehäuseteil 8 und dort etwa zwischen beiden Türscharnieren des Gelenks 9, wobei die Gerade zwischen Sensor 6 und Welle 5 etwa senkrecht zur Gelenkachse 13 verläuft.

Dabei kann auf einen hinsichtlich Verschleiß kritischen Betriebszustand der Vorrichtung, insbesondere einen Kontakt der Behandlungswerkzeuge 1 ,2, 3, 4 eines Behandlungsspaltes 11 ,12 dann geschlossen werden, wenn über den Sensor 6 des verschwenkbaren Gehäuseteils 8 die Schwingungsintensität einen vorher bestimmten Schwingungsschwellwert überschreitet. In Figur 5 sind Schwingungssignale aufgetragen. Um Fehlsignale insbesondere bei einem nur sehr kurzzeitigen Kontakt der Behandlungswerkzeuge 1 ,2,3,4 auszuschließen, wird von der Steuerung der Vorrichtung nur dann auf einen Kontakt von zwei Behandlungswerkzeugen 1 ,2, 3, 4 geschlossen, wenn in wenigstens drei von fünf nacheinander liegenden, vorgegebenen Zeitintervallen 25 zumindest je einmal der vorgegebene Schwingungsschwellwert überschritten wird. Es sind schwingungsbehaftetes Zeitintervalle 28 und unauffälliges Zeitintervall gezeigt. Es sind Messfenster mit jeweils 5 Zeitintervallen gezeigt, wobei nur bei dem mittleren Messfenster ein Fehlbetreib mit Signalgebung erfolgt, da nur bei diesem Messfenster eine Mindestanzahl an schwingungsbehafteten Zeitintervallen detektiert ist.

In Figur 6 ist eine Grafik gezeigt, in der die Schwingungsbeschleunigung und dazu im Vergleich die Standartabweichung der Schwingungsbeschleunigung über die Zeit aufgetragen ist.

Wird von der Steuerung der Vorrichtung über diese Schwingungsmessung ein kritischer Betriebszustand für die Behandlungswerkzeuge 1 ,2,3,4 erkannt, so wird die axiale Lage des vom verschwenkbaren Gehäuseteil 8 getragenen nicht-rotierenden Behandlungswerkzeuges 1 von der Verstelleinrichtung 18 zur Verbreiterung der Behandlungsspaltes 11 ,12 entsprechend verstellt.

Anwendbar ist die Erfindung auch bei konischen Mahlflächen, wobei die Konusachse mit der Rotations-Achse 5 übereinstimmt sowie bei Vorrichtungen mit nur einem Behandlungsspalt.

Zusammenfassend betrifft die Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren für eine Faserbehandlung. Die Vorrichtung besitzt ein mehrteiliges Gehäuse, in welchem zumindest ein erstes Behandlungswerkzeug (1 ,3) und ein zweites Behandlungswerkzeug (2,4) angeordnet sind. Die Behandlungswerkzeuge (1 ,2, 3, 4) haben eine rotationssymmetrische Form und sind koaxial zueinander angeordnet und lassen sich relativ zueinander um eine gemeinsame Achse (5) drehen. Jeweils zwei Behandlungswerkzeuge (1 ,2, 3, 4) begrenzen einen vom Faserstoff radial durchströmten Behandlungsspalt (11 ,12). Zwei, jeweils wenigstens ein Behandlungswerkzeug (1 ,2, 3, 4) tragende Gehäuseteile (7,8) sind über ein um eine Gelenkachse (13) drehbares Gelenk (9) miteinander gekoppelt. Dabei wird ein Kontakt zwischen zwei Behandlungswerkzeugen (1 ,2, 3, 4) zuverlässig über zumindest einen am Gehäuse angeordneten Sensor (6), vorzugsweise außen angeordneten Sensor (6), zur Erfassung von Schwingungen erkannt.

Bezugszeichenliste: