DE102006058940B4

DE102006058940B4 - Method and device for damping vibrations

Info

Publication number: DE102006058940B4
Application number: DE200610058940
Authority: DE
Inventors: Rolf Van Dr. Haag; Alexander Klupp; Manfred Dr. Mager; Josef Nelles; Christian Pringal; Jürgen Wolf
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2006-12-12
Filing date: 2006-12-12
Publication date: 2008-10-02
Anticipated expiration: 2026-12-13
Also published as: DE102006058940A1

Abstract

Verfahren zur Dämpfung von im Nip zwischen einer ersten Walze und einer zweiten Walze entstehenden Schwingungen in einer Maschine zur Herstellung oder Behandlung einer Materialbahn, dadurch gekennzeichnet,
dass eine viskose Flüssigkeit im Spalt zwischen mit einer Lagerung wenigstens einer der beiden Walzen verbundenen ersten Lamellen (2, 7) und ortsfest angeordneten oder mit der anderen Walze verbundenen zweiten Lamellen (3, 8) geschert wird und
dass als viskose Flüssigkeit eine elektro- oder eine magnetorheologische Flüssigkeit verwendet wird, deren Viskosität durch das Anlegen eines elektrischen oder eines magnetischen Feldes eingestellt wird.Method for damping oscillations arising in the nip between a first roller and a second roller in a machine for producing or treating a material web, characterized
a viscous liquid is sheared in the gap between first laminations (2, 7) connected to a bearing of at least one of the two rollers and stationary second laminations (3, 8) connected to the other roller;
that is used as a viscous liquid, an electro or a magnetorheological fluid whose viscosity is adjusted by the application of an electric or a magnetic field.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Dämpfung von im Nip zwischen einer ersten Walze und einer zweiten Walze entstehenden Schwingungen in einer Maschine zur Herstellung oder Behandlung einer Materialbahn. Bei der Materialbahn kann es sich beispielsweise um eine Papier- oder Kartonbahn handeln.The The invention relates to a method for damping in the nip between a first roller and a second roller resulting vibrations in a machine for producing or treating a material web. The material web may be, for example, a paper or cardboard web act.

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 formed a double carrier roll winding machine Winding bed.

Im Fall einer Doppeltragwalzen-Wickelmaschine, wie sie beispielsweise aus der DE 200 13 319 U1 oder der EP 0 792 245 B1 bekannt ist, ist mindestens eine der beiden Tragwalzen angetrieben. Auf diese Weise liegen entsprechend der Anzahl der aus der ursprünglichen Materialbahn durch Längsschnitte erzeugten einzelnen Materialbahnen mehrere Wickelhülsen nebeneinander in dem Wickelbett, auch wenn nachfolgend aus Gründen der einfachen Darstellung stets nur eine einzige Wickelhülse in Verbindung mit einem auf ihr aufgewickelten Materialbahnwickel angesprochen wird. Es ist jedoch auch möglich, lediglich eine einzige Wickelrolle in einer Doppeltragwalzen-Wickelmaschine zu wickeln.In the case of a double carrier roll winding machine, as for example from the DE 200 13 319 U1 or the EP 0 792 245 B1 is known, at least one of the two support rollers is driven. In this way, according to the number of individual webs produced from the original material web by longitudinal cuts several cores next to each other in the winding bed, even if subsequently for reasons of simplicity always only a single winding tube is addressed in conjunction with a wound on her web winding. However, it is also possible to wind only a single winding roll in a double carrier roll winding machine.

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. Aber auch zahlreiche andere Walzen in einer Papiermaschine, insbesondere solche mit weichen Oberflächen, können im Betrieb eine bedeutende Schwingungsquelle bilden. Walzen dieser Art werden beispielsweise in Online- und Offline-Kalandern, Streichmaschinen, Leimpressen, Superkalandern und ähnlichen Aggregaten verwendet, in denen eine Walze mit weicher Oberfläche zusammen mit anderen Walzen einen Walzenspalt oder Nip bildet.At the Winding rolls are caused by vibrations of the roll and the two Carrier rollers indentations in the role caused by resonances always at the same Peripheral site occur and thus become stronger. This will on the one hand subjecting the entire winding machine to damaging vibration loads, and on the other hand, the winding roll is wound with winding defects. But also many other rolls in a paper machine, in particular those with soft surfaces, can form a significant source of vibration during operation. Roll this For example, in online and offline calenders, coating machines, Size presses, supercalenders and similar Used aggregates in which a soft-faced roller is composed forms a nip or nip with other rolls.

Durch den Spalt wird eine Papierbahn und möglicherweise ein Filz, ein Sieb oder dergleichen geführt. Wenn bei einer Walzenspaltlösung während des Betriebs der Spalt von einer Sieb-, Filz- oder Bahnnaht durchlaufen oder von größeren Verunreinigungen durchlaufen wird, wird eine bedeutende Änderung in der Dicke der den Spalt durchlaufenden Bahn verursacht, der die Beschichtung nachgeben muss. Dadurch fungiert die Beschichtung als schwingungserregende Feder. Beispielsweise wird der Spalt in Leimpressen und leimpressenartigen Streichvorrichtungen aus zwei Walzen derart gebildet, dass die eine Spaltwalze mit ihren Lagergehäusen direkt an der Ständerkonstruktion der betreffenden Vorrichtung angebracht ist, während die gegenüberliegende Walze mit ihren Lagergehäusen an Belastungsarmen angebracht ist, die gelenkig am Maschinenständer gelagert sind. Dabei beginnt insbesondere die an den Belastungsarmen angebrachte Walze zu schwingen, wobei sich die mit der weichen Oberfläche versehene Walze verformt. Hieraus resultiert eine Verstärkung der Schwingungen, und es kommt zu Resonanzschwingungen der Walze. Auf einfache Weise lassen sich solche Schwingungen dadurch beseitigen, dass die Maschinengeschwindigkeit verringert wird, so dass sich die Schwingung bei der betreffenden Maschinengeschwindigkeit nicht weiter verstärkt, sondern Dämpfung eintritt.By the gap becomes a paper web and possibly a felt Sieve or the like out. If at a nip solution during the Run through the gap of a wire, felt or web seam or larger contaminants is undergoing a significant change in the thickness of the Gap caused by continuous web, which must yield the coating. As a result, the coating acts as a vibration-inducing spring. For example, the gap in size presses and glue press-like coating devices formed of two rolls such that the one nip roll with their bearing housings directly on the stand construction the device concerned is mounted, while the opposite Roller with its bearing housings attached to load arms articulated on the machine stand are. In particular, the roller attached to the loading arms begins to swing, with the provided with the soft surface Roller deformed. This results in an amplification of the vibrations, and it comes to resonant vibrations of the roller. In a simple way to eliminate such vibrations, that the machine speed is reduced, so that the vibration at the concerned Machine speed is not further enhanced, but damping occurs.

Aus der DE 199 15 848 A1 ist ein Verfahren zum Dämpfen von Schwingungen eines Walzenpaares einer Papier- oder Kartonmaschine bekannt, das einen Pressenspalt in der Pressenpartie bildet. Bei diesem Verfahren kommt als Dämpfer eine auf mechanischer Reibung beruhende Dämpfungseinrichtung zum Einsatz. Ein derartiger Reibdämpfer hat jedoch verschiedene Nachteile, die beispielsweise im Verschleiß, in Stick-Slip-Reibung, schlechter Kühlungsmöglichkeit und im Fehlen einer Geschwindigkeitsabhängigkeit der Dämpfung bestehen.From the DE 199 15 848 A1 For example, a method for damping vibrations of a pair of rolls of a paper or board machine is known, which forms a press nip in the press section. In this method comes as a damper based on a mechanical friction damping device used. However, such a friction damper has various disadvantages, which consist for example in wear, in stick-slip friction, poor cooling ability and in the absence of a speed dependence of the damping.

Aus der GB 580 127 A und der DE 42 06 097 A1 sind Verfahren zur Dämpfung von Schwingungen bekannt, bei denen jeweils eine viskose Flüssigkeit in einem Spalt zwischen einer mit einer Lagerung wenigstens einer der beiden Walzen verbundenen ersten Lamelle/Scheibe und einer ortsfest angeordneten oder einer mit der anderen Walze verbundenen zweiten Lamelle/Scheibe geschert wird.From the GB 580 127 A and the DE 42 06 097 A1 Methods are known for damping vibrations in which a viscous fluid is sheared in each case in a gap between a first disk / disk connected to a bearing of at least one of the two rollers and a stationary disk or a second disk / disk connected to the other drum.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine verbessertes Verfahren zur Herstellung oder Behandlung einer Materialbahn entstehender Schwingungen zu schaffen, in der Schwingungen auf einfache Weise gedämpft werden.It It is the object of the invention to provide an improved process for the production or treatment of a material web resulting oscillations create vibrations that are easily dampened.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass eine viskose Flüssigkeit im Spalt zwischen mit einer Lagerung wenigstens einer der beiden Walzen verbundenen ersten Lamellen und ortsfest angeordneten oder mit der anderen Walze verbundenen zweiten Lamellen geschert wird und dass als viskose Flüssigkeit eine elektro- oder eine magnetorheologische Flüssigkeit verwendet wird, deren Viskosität durch das Anlegen eines elektrischen oder eines magnetischen Feldes eingestellt wird.According to the invention, this object is achieved in a method of the type mentioned in that a viscous liquid in the gap between at least one of the two rollers associated with storage of a first slats and place fixedly arranged or connected to the other roller second slats is sheared and that is used as a viscous liquid, an electro or a magnetorheological fluid whose viscosity is adjusted by the application of an electric or a magnetic field.

Mittels einer derartigen, auf das Anlegen eines elektrischen oder magnetischen Feldes reagierenden Flüssigkeit kann man besonders schnell auf veränderte Anforderungen, beispielsweise auf starke Schwingungen, reagieren.through such, upon the application of an electrical or magnetic Field's reacting fluid you can be particularly quick on changing requirements, for example to strong vibrations, react.

Durch die Erfindung wird somit zu den bekannten Lösungen, d. h. zu der aus der DE 199 15 848 A1 bekannten Lösung eines Reibungsdämpfers und zu an anderer Stelle beschriebenen Hydraulikdämpfern, eine Alternativlösung geschaffen.The invention thus becomes the known solutions, ie to that from the DE 199 15 848 A1 known solution of a friction damper and hydraulic damper described elsewhere, created an alternative solution.

Erfindungsgemäß werden Schwingungen der Walze dadurch gedämpft, dass die Schwingungsenergie der Walze zunächst in eine Scherbewegung der Flüssigkeit umgesetzt und anschließend diese Scherbewegungsenergie durch die Bremsung der Flüssigkeit in Wärme umgewandelt wird. Vorteilhaft an der Erfindung ist, dass die Dämpfung nahezu drucklos arbeitet.According to the invention Vibrations of the roller are damped by the fact that the vibration energy the roller first in a shearing motion of the liquid implemented and then this shearing motion energy by the braking of the liquid in heat is converted. An advantage of the invention is that the damping almost without pressure is working.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.advantageous Further developments will become apparent from the dependent claims, the description and the Drawings.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Flüssigkeit nicht statisch in dem Spalt eingebracht ist, sondern durch den Spalt strömt. Im Falle einer rein statischen Flüssigkeit muss die durch die Flüssigkeitsscherung entstandene Wärme allein durch Wärmeleitung abgeführt werden. Dies kann in bestimmten Ausführungsformen nicht ausreichend sein. Daher wird die Flüssigkeit aus dem Bereich des Dämpfers abgeleitet und durch neue, kühlere Flüssigkeit ersetzt. Von Vorteil ist es hierbei insbesondere, wenn die Flüssigkeit einen Wärmetauscher oder eine Kühlvorrichtung durchfließt und, nachdem sie sich in diesem abgekühlt hat, wieder in den Dämpfer zurückgeführt wird.In an advantageous embodiment is provided that the liquid is not statically introduced in the gap, but flows through the gap. In the event of a purely static fluid must by the fluid shear resulting heat solely by heat conduction dissipated become. This may not be sufficient in certain embodiments be. Therefore, the liquid gets out the area of the damper derived and through new, cooler liquid replaced. It is advantageous here, in particular, if the liquid a heat exchanger or a cooling device flows through and, after it has cooled in this, is returned to the damper.

Insbesondere vorteilhaft ist es, wenn die Flüssigkeit temperiert wird, um eine stets gleichbleibende Dämpfungswirkung durch die in den Lamellen eingesetzte Flüssigkeit zu gewährleisten. Die Temperierung kann vorzugsweise auch durch den Wärmetauscher bzw. die Kühlvorrichtung realisiert werden.Especially it is advantageous if the liquid is tempered to an always constant damping effect by the in the lamellae used liquid to ensure. The temperature control can preferably also by the heat exchanger or the cooling device will be realized.

Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zur Dämpfung von im Nip zwischen einer ersten Walze und einer zweiten Walze entstehenden Schwingungen in einer Maschine zur Herstellung oder Behandlung einer Materialbahn. Bei der Materialbahn kann es sich beispielsweise um eine Papier- oder Kartonbahn handeln.The The invention also relates to a device for damping of in the nip between a first roller and a second roller resulting vibrations in a machine for producing or treating a material web. The material web can be, for example, a paper or board web act.

Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung geschaffen, in der ein Behälter mit einer viskosen Flüssigkeit vorhanden ist und der Behälter mit einer Lagerung wenigstens einer der beiden Walzen verbundene erste Lamellen und ortsfest angeordnete oder mit der Lagerung der zweiten Walze verbundene zweite Lamellen umgibt, wobei der Spalt zwischen den ersten und den zweiten Lamellen durch die Flüssigkeit ausgefüllt ist, und in der die viskose Flüssigkeit eine elektro- oder eine magnetorheologische Flüssigkeit ist, deren Viskosität durch das Anlegen eines elektrischen oder eines magnetischen Feldes einstellbar ist.According to the invention is a Device created in which a container with a viscous liquid is present and the container associated with a storage at least one of the two rollers first lamellae and fixedly arranged or with the storage of the second roller connected second sipes surrounding the gap between the first and the second lamellae is filled by the liquid, and in the viscous liquid an electric or a magnetorheological fluid, their viscosity by applying an electrical or a magnetic field is adjustable.

Vorzugsweise wird als Flüssigkeit ein Öl eingesetzt.Preferably is called a liquid an oil used.

In besonders vorteilhafter Weise wird durch eine Temperiereinrichtung die Viskosität der Flüssigkeit eingestellt.In Particularly advantageous manner is by a tempering the viscosity the liquid set.

In vorteilhafter Weise sind die beweglichen und die ortsfesten Lamellen entweder als ebene Flächen oder als Zylinderflächen ausgebildet.In Advantageously, the movable and the stationary slats either as flat surfaces or as cylindrical surfaces educated.

Die erfindungsgemäße Dämpfungseinheit kann Teil einer Positioniereinrichtung für eine Walze sein, die beispielsweise eine Feder, einen Dämpfer und eine Messeinrichtung zur Festlegung der Position einer Walze, beispielsweise einer Tragwalze, umfasst.The damping unit according to the invention can Part of a positioning device for a roller, for example a spring, a damper and a measuring device for determining the position of a roller, for example a carrier roll.

Nachstehend wird die Erfindung in Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen näher erläutert.below the invention will be described in exemplary embodiments closer to the drawings explained.

Es zeigenIt demonstrate

1 einen rechteckförmigen Aufbau eines Behälters mit ortsfesten sowie mit der Lagerung einer Walze verbundenen, beweglichen Lamellen und 1 a rectangular structure of a container with fixed and associated with the storage of a roll, movable fins and

2 einen zylinderförmigen Aufbau eines Behälters mit ortsfesten und beweglichen Lamellen. 2 a cylindrical structure of a container with fixed and movable blades.

Eine (nicht dargestellte) Lagerung einer ersten, vorzugsweise oberhalb angeordneten Walze in einer Maschine zur Herstellung oder Behandlung einer Materialbahn, insbesondere einer Papierbahn, ist mit einer rechenförmigen Anordnung 1 (1) von Lamellen 2 verbunden. Die Lamellen 2 sind jeweils im Wesentlichen flächenförmig ausgebildet und koplanar zueinander angeordnet.A (not shown) storage of a first, preferably arranged above roller in a machine for producing or treating a material web, in particular a paper web, is provided with a rake-like arrangement 1 ( 1 ) of lamellae 2 connected. The slats 2 are each substantially planar and ko arranged planar to each other.

Zwischen den Lamellen 2 erstrecken sich Lamellen 3 eines rechteckförmigen Behälters 4, der entweder mit dem Maschinenständer verbunden ist oder der an die Lagerung einer zweiten Walze angeschlossen ist, die mit der ersten Walze einen Nip bildet.Between the slats 2 lamellae extend 3 a rectangular container 4 which is either connected to the machine stand or which is connected to the mounting of a second roller, which forms a nip with the first roller.

Zwischen den Lamellen 2 und 3 sind jeweils schmale Spalte, die durch eine viskose Flüssigkeit aufgefüllt sind. Die Flüssigkeit wird über einen Einlass 5 aus einer Zuführleitung aus einem Vorratsbehälter zugeführt, um während eines Schwingungsvorgangs aus dem Behälter 4 über einen Auslass 6 herausgedrückte Flüssigkeit kontinuierlich zu ersetzen. Gleichzeitig wird auf diese Weise sichergestellt, dass Flüssigkeit, die sich durch in Richtung eines Doppelpfeils A verlaufende Schwingungen der Walze erwärmt hat, durch kühlere Flüssigkeit ersetzt wird. In einem Kreislaufsystem lässt sich vorsehen, dass die erwärmte, aus dem Auslass 6 herausgetretene Flüssigkeit, nachdem sie aktiv oder passiv wieder abgekühlt ist, zu dem Vorratsbehälter zurückgeführt wird.Between the slats 2 and 3 are each narrow gaps, which are filled by a viscous liquid. The liquid is via an inlet 5 supplied from a supply line from a reservoir to during a vibration process from the container 4 via an outlet 6 continuously replace the pressed-out liquid. At the same time it is ensured in this way that liquid which has warmed by running in the direction of a double arrow A oscillations of the roller, is replaced by cooler liquid. In a circulatory system can be provided that the heated, from the outlet 6 After it has actively or passively cooled down, returned liquid is returned to the reservoir.

Die äußeren Lamellen 7 der Anordnung 1 sind gegenüber äußeren Lamellen 8 des Behälters 4 jeweils über Dichtungselemente 9 abgedichtet. Bohrungen 10, 11 in den Lamellen 2, 3 ermöglichen ein leichteres Fließen der Flüssigkeit zwischen den Lamellen 2, 3.The outer fins 7 the arrangement 1 are opposite outer fins 8th of the container 4 each with sealing elements 9 sealed. drilling 10 . 11 in the slats 2 . 3 allow easier flow of liquid between the fins 2 . 3 ,

In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung (2) sind Lamellen 12, 13 jeweils konzentrisch und zylinderförmig um eine mittlere Lamelle 14 angeordnet. In diesem Fall kann ein zentraler Zufluss 15 der Flüssigkeit vorgesehen sein.In an alternative embodiment of the invention ( 2 ) are slats 12 . 13 each concentric and cylindrical around a central lamella 14 arranged. In this case, a central inflow 15 be provided the liquid.

11: Rechenförmige AnordnungRake-like arrangement
22: Lamellelamella
33: Lamellelamella
44: Behältercontainer
55: Einlassinlet
66: Auslassoutlet
77: Äußere LamelleOuter lamella
88th: Äußere LamelleOuter lamella
99: Dichtungselementesealing elements
1010: Bohrungdrilling
1111: Bohrungdrilling
1212: Lamellelamella
1313: Lamellelamella
1414: Mittlere Lamellemiddle lamella
1515: Zentraler Zuflusscentral inflow
AA: Doppelpfeildouble arrow

Claims

Method for damping oscillations arising in the nip between a first roll and a second roll in a machine for producing or treating a material web, characterized in that a viscous liquid is present in the gap between first lamellae connected to a bearing of at least one of the two rolls (US Pat. 2 . 7 ) and fixedly arranged or connected to the other roller second fins ( 3 . 8th ) is sheared and that is used as a viscous liquid, an electro or a magnetorheological fluid whose viscosity is adjusted by the application of an electric or a magnetic field.

Method according to claim 1, characterized in that that the liquid flows through the gap.

Method according to claim 2, characterized in that that the liquid is tempered.

Device for damping oscillations arising in the nip between a first roller and a second roller in a machine for producing or treating a material web, characterized in that a container with a viscous liquid is present and in that the container is connected to a bearing of the first roller Slats ( 2 . 7 ) and fixedly arranged or connected to the storage of the second roller second slats ( 3 . 8th ), where the gap between the first ( 2 . 7 ) and the second fins ( 3 . 8th ) is filled by the liquid, and that the viscous liquid is an electro or a magnetorheological fluid whose viscosity is adjustable by the application of an electric or a magnetic field.

Device according to claim 4, characterized in that that the liquid an oil is.

Apparatus according to claim 4 or 5, characterized that a tempering device for adjusting the viscosity of the liquid is provided.

Device according to one of claims 4 to 6, characterized in that the first ( 2 . 7 ) and the second fins ( 3 . 8th ) are formed as flat surfaces or as cylindrical surfaces.