DE102005000171A1 - Winding machine for winding a material web - Google Patents
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Abstract
Eine Wickelmaschine zum Aufwickeln einer Materialbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, auf mindestens eine Wickelhülse (4) zu einer Wickelrolle (3) mittels mindestens einer Walze (1, 2), auf der die Wickelrolle (4) beim Aufwickeln auf- oder anliegt, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelmaschine mit wenigstens einem elektronischen Mittel zum Ausgleich von Biegeschwankungen und/oder Torsionsschwingungen der mindestens einen Walze (1, 2) und/oder der Wickelrolle (4) ausgestattet ist.A winding machine for winding a material web, in particular a paper or cardboard web, onto at least one winding tube (4) to form a winding roll (3) by means of at least one roller (1, 2) on which the winding roll (4) rests or rests during winding is characterized in that the winding machine is equipped with at least one electronic means for compensating for bending fluctuations and / or torsional vibrations of the at least one roller (1, 2) and / or the winding roller (4).
Description
Stand der Technikwas standing of the technique
Materialbahnen müssen, bevor sie versandt werden können, auf Versand- oder Fertigrollen aufgewickelt werden. Als Rollenkerne werden hierfür üblicherweise Wickelhülsen verwendet, die vorzugsweise aus Pappe bestehen. Die Fertigrollen werden dadurch erzeugt, dass sogenannte Mutter- oder Tambourrollen, die am Ausgang einer Papiermaschine oder nach der Satinage erzeugt werden, abgewickelt, in Längsrichtung geschnitten und dann jeweils auf Wickelhülsen aufgewickelt werden. Diese Wickelhülsen liegen entweder auf einer Stützwalze einer Stützwalzen-Wickelmaschine auf oder seitlich an dieser an, oder die Wickelhülsen liegen in einem von zwei Tragrollen einer Doppeltragwalzen-Wickelmaschine gebildeten Wickelbett.webs have to, before they can be shipped, be wound up on shipping or finishing rolls. As roll cores become common for this cores used, which are preferably made of cardboard. The finished rolls are generated by the so-called mother or reel rolls, produced at the exit of a paper machine or after calendering be unwound, longitudinally cut and then wound up each on cores. These cores lie either on a support roller a backup roll winding machine on or laterally to this, or the cores are in one of two support rollers a winding bed formed by a double carrier roll winding machine.
Im
Fall einer Doppeltragwalzen-Wickelmaschine, wie sie beispielsweise
aus der
Beim
Wickeln von Rollen werden durch Schwingungen der Rolle und der beiden
Tragwalzen Eindrückungen
in der Rolle verursacht, die durch Resonanzen immer an derselben
Umfangsstelle auftreten und dadurch immer stärker werden. Dadurch wird einerseits
die gesamte Wickelmaschine schädlichen Schwingungs-beanspruchungen
unterworfen, und andererseits wird die Wickelrolle mit Wickelfehlern gewickelt.
Aus der
Durch
die
Nach dem Stand der Technik haben sich zur Verminderung von Vibrationen folgende Maßnahmen als hilfreich herausgestellt: Variation der Lagersteifigkeit, Maßnahmen zur aktiven und passiven Dämpfung, der Einsatz von Schwingungstilgern sowie Veränderungen an den Nips zwischen den beteiligten Walzen, insbesondere eine Verstellung des Abstands der Tragwalzen. Gleichwohl kann mit diesen Maßnahmen nicht auf Torsionsschwingungen reagiert werden, da der aus einem Asynchronmotor, gegebenenfalls einer Gelenkwelle, und einem ein weiches Regelverhalten aufweisenden Frequenzumrichter bestehende Antriebsstrang insgesamt ein „weiches" Regelverhalten aufweist.To The prior art has been found to reduce vibration following measures as helpful: Variation of bearing stiffness, measures for active and passive damping, the use of vibration absorbers as well as changes to the nips between the rollers involved, in particular an adjustment of the distance of the Support rollers. However, with these measures can not on torsional vibrations be reacted because of an asynchronous motor, if necessary a propeller shaft, and a soft control behavior having Frequency converter existing drive train has a total "soft" control behavior.
Aufgabe der Erfindungtask the invention
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine hinsichtlich ihres Laufverhaltens verbesserte Wickelmaschine zu schaffen.It is the object of the invention, one in terms of their running behavior to provide improved winding machine.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Wickelmaschine der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Wickelmaschine mit wenigstens einem elektronischen Mittel zum Ausgleich von Biegeschwingungen und/oder Torsionsschwingungen der mindestens einen Walze und/oder der Wickelrolle ausgestattet ist.According to the invention this Task in a winding machine of the type mentioned by solved, that the winding machine with at least one electronic means to compensate for bending vibrations and / or torsional vibrations the at least one roller and / or the winding roll equipped is.
Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.advantageous Further developments will become apparent from the dependent claims, the description and the drawing.
Vorteilhaft ist es, wenn die mindestens eine Walze durch mindestens einen Synchronmotor angetrieben wird.Advantageous it is when the at least one roller by at least one synchronous motor is driven.
Vorzugsweise wird die mindestens eine Walze durch mindestens einen Direktantriebsmotor angetrieben.Preferably the at least one roller is replaced by at least one direct drive motor driven.
Von Vorteil ist es auch, wenn der mindestens eine Direktantriebsmotor innerhalb des Gehäuses der wenigstens einen Walze und/oder auf der Welle der Walze außerhalb des Gehäuses der Walze angeordnet ist.From It is also an advantage if the at least one direct drive motor inside the case of the at least one roller and / or on the shaft of the roller outside of the housing the roller is arranged.
Ebenso lässt sich mit Vorteil vorsehen, dass der Direktantriebsmotor ein Gleichstrommotor oder ein Synchronmotor ist.As well let yourself provide with advantage that the direct drive motor is a DC motor or a synchronous motor.
Zusätzlich kann in vorteilhafter Weise der Antriebsmotor durch einen Frequenzumrichter gesteuert sein.In addition, can Advantageously, the drive motor by a frequency converter be controlled.
Eine weitere vorteilhafte Maßnahme besteht darin, die Drehzahl und/oder das Drehmoment des Antriebsmotors zu steuern oder zu regeln. Hierzu ist eine entsprechende Steuer- oder Regeleinheit vorgesehen.A further advantageous measure is the speed and / or torque of the drive motor to control or regulate. For this purpose, a corresponding tax or control unit provided.
Diese umfasst vorzugsweise einen Messwertaufnehmer zur Messung des Motorstroms des Synchronmotors. Der aufgenommene Motorstrom kann dabei erkannt und entsprechend ausgeregelt beziehungsweise bedämpft werden. Natürlich bedarf es zur Realisierung einer derartigen „harten" Regelung eines geeigneten Gebersystems, das für diese Anwendung vorzugsweise einen analogen Geber in Ausgestaltung eines Resolvers aufweist. Ein derartiger Resolver ist zwar aufwendiger in der Auswertung, kann aber aufgrund der digitalen Auswertung eine höhere Auflösung erzielen und insbesondere bei überlagerter Lageregelung ein Gebersystem einsparen, wodurch auch der Verdrahtungsaufwand geringer wird. Zudem ist er robust in der Ausführung und vibrations- und temperaturempfindlich im Betrieb. Eine Regelstruktur mit einem Geber bei einem sinuskommutierten Motor ist dem Fachmann bekannt und beispielsweise auf Seite 19, Bild 11, der Druckschrift „Praxis der Antriebstechnik", Band 7, "Servo-Antriebe-Grundlagen, Eigenschaften, Projektierung", Ausgabe 04/97, 0922 4602/0497, der Fa. SEW Eurodrive, dargestellt.This preferably comprises a transducer for measuring the motor current of Synchronous motor. The recorded motor current can be detected and adjusted accordingly or attenuated. Of course, it is necessary to implement such a "hard" control of a suitable encoder system, which preferably has an analogue transmitter in the form of a resolver for this application In addition, it is robust in design and sensitive to vibration and temperature during operation A control structure with a sensor in a sinusoidal-commutated motor is known to the person skilled in the art and, for example, on page 19, picture 11, the publication "Practice of drive technology", Volume 7, "Servo drives fundamentals, properties, project planning", Issue 04/97, 0922 4602/0497, Fa. SEW Eurodrive represented.
In weiterer Ausgestaltung ist die Steuer- oder Regeleinheit mit einem Messwertaufnehmer zur Messung der Position der Welle der mindestens einen Walze und/oder von Biege- und/oder Torsionsschwingungen in Niprichtung zweier miteinander einen Nip bildender Walzen ausgestattet. Eine Ausgestaltung einer Walze kann dabei darin bestehen, dass sie an einer Schwinge befestigt ist, durch die sie sich in Richtung zu einer anderen Walze verschwenken lässt.In Another embodiment is the control unit with a Transducer for measuring the position of the shaft of the at least a roller and / or bending and / or torsional vibrations in Niprichtung provided two nip forming rollers. An embodiment of a roller can be that they attached to a swingarm, through which they move in the direction to pivot to another roller.
Um während des Wickelvorgangs die Lage der Tragwalzen, auch beispielsweise unter Berücksichtigung des sich vergrößernden Gewichts des Wickels, konstant einhalten zu können, umfasst die Wickelmaschine eine Steuer- oder eine Regeleinrichtung. Diese sorgt dafür, dass sich die Walzenmitte bei einer Veränderung der Federsteifigkeit und der Belastung nicht ändert.Around while the winding process, the location of the support rollers, including, for example considering of increasing Weight of the roll, to be able to keep constant, includes the winding machine a control or regulating device. This ensures that the center of the roll with a change in spring stiffness and the load does not change.
Es versteht sich, dass durch die Erfindung auch der Einsatz einer Aktorik mit einem federnden Element nicht ausgeschlossen wird, durch das das Einfedern eines aus der Wickelrolle und der mindestens einen Walze bestehenden Schwingungssystems und damit dessen Anregung verhindert wird. Die Geometrie des Walzenbettes bleibt somit unter allen Umständen erhalten; auch die Walzenmitten ändern ihre Lage bei einer Veränderung der Federsteifigkeit und der durch die Wickelrolle eingeleiteten Kräfte nicht.It It is understood that by the invention, the use of an actuator with a resilient element is not excluded by the the compression of one of the winding roll and the at least one Roller existing vibration system and thus prevents its excitation becomes. The geometry of the roll bed thus remains under all circumstances; also change the roll centers their situation in the event of a change the spring stiffness and introduced by the winding roll forces.
Beispielexample
Nachstehend wird die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel anhand der einzigen Figur näher beschrieben. Diese zeigt die Wirkung der zwischen den Walzen einer Doppeltragwalzen-Wickelmaschine möglichen Schwingungen.below the invention is in an embodiment closer by the single figure described. This shows the effect of between the rollers of a Double carrier roll winder possible vibrations.
Eine
von einer Doppeltragwalzen-Wickelmaschine gebildete Wickelvorrichtung
weist zwei Tragwalzen
Die
Tragwalze
Ferner
können
im Bereich der Walzenachse und/oder innerhalb des Walzenmantels
der Tragwalzen
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen kann infolge des Konzepts der Direktantriebstechnik auf den Einsatz von Kupplungen, Gelenkwellen und Getrieben verzichtet werden. Gegenüber den im Stand der Technik zum Einsatz kommenden Asynchronmotoren werden erfindungsgemäß bevorzugt Synchronmotoren eingesetzt. Dadurch lassen sich die bei Asychronmotoren störenden Frequenzen im Bereich von 22 bis 24 Hz umgehen. Erfindungsgemäß lässt sich eine Regelungssoftware verwenden, die auf maschinenbedingte Störeinflüsse vorausschauend agiert und insbesondere als selbstlernendes System ausgebildet ist.By the measures according to the invention can Due to the concept of direct drive technology on the use of Clutches, drive shafts and transmissions are omitted. Compared to the Be used in the art for use asynchronous motors According to the invention preferably synchronous motors used. This can be the interfering with Asychronmotoren frequencies in the range of 22 to 24 Hz. According to the invention can be use a control software that anticipates machine-related disturbances acts and is designed in particular as a self-learning system.
Die Erfindung lässt sich bei der oben dargestellten Doppeltragwalzen-Wickelmaschine, aber auch dann einsetzen, wenn lediglich eine einzige Walze als Stützwalze für die in Längsrichtung geschnittenen Papier-Teilbahnen eingesetzt wird. In diesem Fall stützen sich die einzelnen Wickel jeweils im Wechsel in einer Elf-Uhr- und in einer Ein-Uhr-Position gegenüber der Stützwalze ab. Auch in diesem Fall besteht der Wunsch nach einer konstanten Aufrechterhaltung der Position des Zentrums der Stützwalze, welcher durch den Einsatz eines erfindungsgemäßen Positioniermittels realisiert wird. Anstelle der Elf-Uhr- und der Ein-Uhr-Positionen können sich die Wickel auch an anderen, jeweils einander symmetrisch gegenüberliegenden Positionen im Bereich der beiden oberen Quadranten der Tragwalze befinden.The invention can be in the above double winder winding machine, but even when only a single roller is used as a support roller for the cut longitudinally paper webs. In this case, the individual coils are supported alternately in an eleven o'clock position and in a one o'clock position relative to the back-up roller. Also in this case, there is a desire for a constant maintenance of the position of the center of the support roller, which is realized by the use of a positioning according to the invention. Instead of the eleven o'clock and the one o'clock positions, the windings can also be located at other symmetrically opposite positions in the region of the two upper quadrants of the support roller.
- 11
- Tragwalzeking roll
- 22
- Tragwalzeking roll
- 33
- Wickelrollereel
- 44
- Hülseshell
- 55
- Pfeil Vertikalschwingungenarrow vertical vibrations
- 66
- Pfeil Torsionsschwingungenarrow torsional vibrations
- 77
- Pfeil Torsionsschwingungenarrow torsional vibrations
- 88th
- Pfeil Schwingungen in Niprichtungarrow Vibrations in the nip direction
- 99
- Pfeil Schwingungen in Niprichtungarrow Vibrations in the nip direction
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Publications (1)
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| R005 | Application deemed withdrawn due to failure to request examination |
Effective date: 20121129 |