DE102011005922A1

DE102011005922A1 - Bend compensation roll with vibration absorber

Info

Publication number: DE102011005922A1
Application number: DE201110005922
Authority: DE
Inventors: Jochen Niemann
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2011-03-23
Filing date: 2011-03-23
Publication date: 2012-09-27
Also published as: EP2503056A1; EP2503056B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Biegeausgleichswalze (1) für eine Papier- oder Kartonmaschine mit einem umlaufenden Walzenmantel (18) und einem feststehenden Joch (3), das den Walzenmantel (18) axial durchsetzt, wobei der Walzenmantel (18) durch den Druck eines Druckmittels in mindestens einer Druckkammer (2) radial nach außen belastbar ist. Um eine zuverlässige Schwingungsdämpfung zu erreichen, weist das Drucksystems mindestens einen Schwingungsabsorber (6) mit mindestens einer mikroperforierten Resonatorflache (7) auf.The invention relates to a bending compensation roll (1) for a paper or board machine with a rotating roll shell (18) and a fixed yoke (3) which axially penetrates the roll shell (18), the roll shell (18) being in at least one pressure chamber (2) can be loaded radially outward. In order to achieve reliable vibration damping, the pressure system has at least one vibration absorber (6) with at least one micro-perforated resonator surface (7).

Description

Die Erfindung betrifft eine Biegeausgleichswalze, insbesondere für eine Papier- oder Kartonmaschine mit einem umlaufenden Walzenmantel und einem feststehenden Joch, das den Walzenmantel axial durchsetzt, wobei der Walzenmantel durch den Druck eines Druckmittels in mindestens einer Druckkammer eines Drucksystems radial nach außen belastbar ist.The invention relates to a bending compensating roll, in particular for a paper or board machine with a circumferential roll shell and a fixed yoke, which passes through the roll shell axially, wherein the roll shell by the pressure of a pressure medium in at least one pressure chamber of a printing system is radially outwardly resilient.

Derartige Walzen werden als schwimmende Walzen oder als Walzen mit einer Reihe axial nebeneinander angeordneter Stutzquellen zur Bildung eines Nips mit einer Gegenwalze eingesetzt. In dem Nip erfolgt eine Behandlung einer faserförmigen Materialbahn, in der Regel einer Papier- oder Kartonbahn. Die Materialbahn wird dabei im Nip mit erhöhtem Druck und gegebenenfalls erhohter Temperatur beaufschlagt.Such rolls are used as floating rollers or as rollers with a series of axially juxtaposed nozzle sources to form a nip with a counter roll. In the nip, a treatment of a fibrous web, usually a paper or board web takes place. The material web is acted upon in the nip with elevated pressure and optionally elevated temperature.

Im Betrieb werden die Walze und insbesondere der Walzenmantel mit Erregerkräften beaufschlagt, die ein Schwingen des Walzenmantels bewirken. Erregerkrafte entstehen beispielsweise durch Inhomogenitäten, an Isotropien oder Geometriefehlern, aber auch durch Papierdickenschwankungen. Die resultierende Schwingung ist dabei in der Regel so klein, dass sie nicht unmittelbar stört. Allerdings prägen sich diese Schwingungsbewegungen nach einem längeren Zeitraum in den Walzenmantel ein, was zu einer Schwingungsverstärkung fuhrt. Dies macht sich zum einen als akustische Schwingungen bemerkbar, also in einem erhöhten Schallpegel, kann aber auch zu periodischen Dickenschwankungen der Materialbahn führen, der so genannten Barring-Erscheinung.In operation, the roller and in particular the roll shell are subjected to excitation forces, which cause a swinging of the roll shell. Exciting forces arise, for example, from inhomogeneities, isotropies or geometrical errors, but also from paper thickness fluctuations. The resulting vibration is usually so small that it does not bother immediately. However, these oscillatory movements after a longer period in the roll shell, which leads to a vibration amplification. This manifests itself on the one hand as acoustic vibrations, ie in an increased sound level, but can also lead to periodic thickness variations of the material web, the so-called barring phenomenon.

Zur Schwingungsdämpfung ist es nun beispielsweise aus DE 10 2007 051 395 A1 bekannt, einen Schwingungsabsorber im Druckraum anzuordnen. Der Schwingungsabsorber weist eine Membran auf, die den Druckraum in zwei Kammern aufteilt. Ein durch die Membran abgetrennter Raum ist dabei mit einem kompressiblen Medium, wie beispielsweise Gas oder Luft, gefüllt. Dabei kann das kompressible Medium uber eine Anschlussleitung in diesen Raum eingebracht werden. Auf der anderen Seite liegt das Druckmittel an der Membran an. Die mit Druckmittel gefullte Druckkammer, die einem Stützelement zugeordnet ist, ist uber eine Drosselstelle mit einer Anschlussleitung verbunden. Bei dieser Lösung erfolgt zum einen eine Schwingungsdämpfung uber die Hin- und Herbewegung des Druckmittels über die Drosselstelle und zum anderen durch die Verformung der elastischen Membran unter Komprimierung des kompressiblen Mediums.For vibration damping, it is now off, for example DE 10 2007 051 395 A1 known to arrange a vibration absorber in the pressure chamber. The vibration absorber has a membrane which divides the pressure space into two chambers. A separated by the membrane space is filled with a compressible medium, such as gas or air. In this case, the compressible medium can be introduced via a connecting line in this room. On the other side, the pressure medium is applied to the membrane. The filled with pressure medium pressure chamber, which is associated with a support element, is connected via a throttle point with a connecting line. In this solution, on the one hand a vibration damping takes place via the reciprocation of the pressure medium via the throttle point and on the other hand by the deformation of the elastic membrane with compression of the compressible medium.

Eine derartige Lösung arbeitet relativ zufrieden stellend. Allerdings ist durch die erforderliche Elastizität der Membran die Haltbarkeit begrenzt. Auch stellt eine fluiddichte Befestigung der Membran innerhalb der Druckkammer eine Schwierigkeit dar.Such a solution works relatively satisfactorily. However, the durability is limited by the required elasticity of the membrane. Also, a fluid-tight attachment of the membrane within the pressure chamber is a difficulty.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, Nachteile der aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen zu vermeiden.The invention is based on the object to avoid disadvantages of the known from the prior art solutions.

Diese Aufgabe wird bei einer Biegeausgleichswalze der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass das Drucksystem mindestens einen Schwingungsabsorber mit mindestens einer mikroperforierten Resonatorflache aufweist.This object is achieved in a bending compensating roll of the type mentioned above in that the pressure system has at least one vibration absorber with at least one micro-perforated resonator surface.

Das Druckmittel kann dann durch die Öffnungen in der Resonatorfläche hindurch stromen, wobei das Druckmittel dabei von der Druckkammer in einen Raum strömt, der zumindest teilweise mit Druckmittel gefullt ist. Dieses Druckmittel dient dabei als Feder und weist gleichzeitig eine gewisse Masse auf, wobei durch innere Reibung und die Reibung durch Durchströmung der mikroperforierten Resonatorflache Energie abgebaut wird. Es wird so eine Art ”Helmholtz-Resonator” erhalten. Der Schwingungsabsorber kann dabei in der Druckkammer angeordnet sein oder unmittelbar im Anschlussbereich einer Druckleitung. Dabei kann die Resonatorfläche starr und unelastisch ausgebildet sein, so dass also keine Schwierigkeiten hinsichtlich einer Befestigung des Schwingungsabsorbers im Drucksystem auftreten. Eine Materialermüdung der Resonatorflache ist ebenfalls nicht zu befürchten. Dabei sind Schwingungen im Bereich von 100 bis 1500 Hz zu dampfen, also in einem Bereich, in dem Barring auftritt. Eine Beanspruchung des Walzenmantels und eine Übertragung der Schwingungen in das Drucksystem wird damit vermindert.The pressure medium can then flow through the openings in the resonator surface, wherein the pressure medium flows from the pressure chamber into a space which is at least partially filled with pressure medium. This pressure means serves as a spring and at the same time has a certain mass, wherein energy is dissipated by internal friction and the friction by flow through the microperforated resonator surface. It is thus obtained a kind of "Helmholtz resonator". The vibration absorber can be arranged in the pressure chamber or directly in the connection region of a pressure line. In this case, the resonator surface can be rigid and inelastic, so that no difficulties with regard to attachment of the vibration absorber in the printing system occur. Material fatigue of the resonator surface is likewise not to be feared. Vibrations in the range of 100 to 1500 Hz are to be vaporized, ie in an area in which barring occurs. A stress on the roll shell and a transmission of the vibrations in the printing system is thus reduced.

Bevorzugterweise sind 1 bis 30% der Resonatorflache durch Öffnungen gebildet. Die Resonatorflache weist also relativ viele Öffnungen auf, durch die beim Auftreten von Druckpulsationen aufgrund von Schwingungen das Druckmittel hindurchfließen kann. Dadurch kann eine relativ große Menge an Druckmittel zur Schwingungsdämpfung ausgenutzt werden. Die Offnungen konnen dabei unterschiedliche Größen aufweisen, so dass sie auf unterschiedliche Schwingungsfrequenzen abgestimmt sind.Preferably, 1 to 30% of the resonator surface is formed by openings. The resonator surface thus has relatively many openings through which the pressure medium can flow when pressure pulsations occur due to vibrations. As a result, a relatively large amount of pressure medium can be utilized for vibration damping. The openings may have different sizes, so that they are tuned to different vibration frequencies.

Dabei ist besonders bevorzugt, dass eine halbe Querabmessung der Öffnungen in der Größenordnung einer laminaren Grenzschichtdicke des Druckmittels liegt. Druckmittel ist in der Regel ein Hydrauliköl. Indem nun eine halbe Querabmessung der Offnungen in der Größenordnung einer laminaren Grenzschicht des Druckmittels liegt, wird eine ausreichende Drosselwirkung und damit Dampfungswirkung beim Durchströmen der Öffnungen sichergestellt. Eine Länge der Öffnungen kann dann größer ausgebildet sein.It is particularly preferred that a half-transverse dimension of the openings is in the order of magnitude of a laminar boundary layer thickness of the pressure medium. Pressure medium is usually a hydraulic oil. By now half the transverse dimension of the openings in the order of a laminar boundary layer of the pressure medium, a sufficient throttling effect and thus damping effect is ensured when flowing through the openings. A length of the openings can then be made larger.

Vorzugsweise beträgt eine Länge der Offnungen 0,5 bis 6 mm, insbesondere 1 bis 5 mm. Offnungen in dieser Große lassen sich relativ einfach mit herkommlichen Mitteln herstellen. So können sie beispielsweise erodiert, gestanzt oder durch Laserstrahlschweißen bzw. -schneiden erzeugt werden. Preferably, a length of the openings is 0.5 to 6 mm, in particular 1 to 5 mm. Openings in this size can be made relatively easily by conventional means. For example, they can be eroded, stamped or produced by laser beam welding or cutting.

Vorteilhafterweise beträgt bei kreisförmigen Öffnungen ein Durchmesser zwischen 0,1 und 3 mm. Die Herstellung derartiger Offnungen stellt technologisch keine Schwierigkeit dar. Gleichzeitig lässt sich eine ausreichend große Durchflussmenge erreichen.Advantageously, in the case of circular openings, a diameter of between 0.1 and 3 mm. The production of such openings is technologically no difficulty. At the same time, a sufficiently large flow rate can be achieved.

Vorzugsweise ist zwischen der Resonatorfläche und einer insbesondere dazu parallelen Wand ein Raum ausgebildet, wobei die Wand in einem Abstand von 1 bis 30 mm von der Resonatorfläche angeordnet ist. Dieser Raum ist zumindest teilweise mit dem Druckmittel gefullt, wenn sich der Schwingungsabsorber in Benutzung befindet, um das Auftreten von Kavität der Resonatorfläche zu verhindern. Das Druckmittel, das in diesem Raum angeordnet ist, wird dabei als Feder genutzt. Ein Abstand der Wand von der Resonatorfläche in der Großenordnung von 1 bis 30 mm stellt dabei einen guten Kompromiss dar, zwischen einem benötigten Bauraum und der Menge an Druckmittel, das darin aufgenommen werden kann, wobei diese Menge Einfluss auf die Federkonstante hat.Preferably, a space is formed between the resonator surface and a wall parallel to it in particular, the wall being arranged at a distance of 1 to 30 mm from the resonator surface. This space is at least partially filled with the pressure medium when the vibration absorber is in use to prevent the occurrence of cavities of the resonator surface. The pressure medium, which is arranged in this space, is used as a spring. A distance of the wall of the resonator surface in the order of 1 to 30 mm is a good compromise, between a required space and the amount of pressure medium that can be absorbed therein, this amount has an influence on the spring constant.

Dabei ist besonders bevorzugt, dass die Wand strukturiert ist. Die Wand kann dabei beispielsweise geriffelt oder gewellt sein oder auch eine Wabenstruktur aufweisen. Dies verbessert die Schwingungsabsorption. Dabei ist aufgrund der Struktur ein Abstand der Wandflache von der Resonatorflache nicht immer konstant, so dass ein Wirkungsbereich des Schwingungsabsorbers verbreitert wird.It is particularly preferred that the wall is structured. The wall can be, for example, corrugated or corrugated or also have a honeycomb structure. This improves the vibration absorption. In this case, due to the structure, a distance of the wall surface from the resonator surface is not always constant, so that a range of action of the vibration absorber is widened.

Dabei ist besonders bevorzugt, dass in dem Raum ein schwingungsdämpfendes Material angeordnet ist. Ein derartiges Material ist beispielsweise ein Gasvolumen, das ohne Einsatz einer Membran als reine Luftblase in dem Raum angeordnet werden kann. Ein derartiges Gasvolumen muss lediglich alle paar Tage erneuert werden, was ohne Probleme während des Betriebs der Walze möglich ist. Als schwingungsdämpfendes Material kann aber auch ein poröses, faserförmiges oder auch kugelförmiges Material verwendet werden. Durch ein schwingungsdampfendes Material, das in dem Raum zwischen der Wand und der Resonatorfläche angeordnet ist, lässt sich die Schwingungsdämpfung erhöhen. Als Materialien eigen sich beispielsweise Stahlfasern, Mineralfasern, Glasfasern, Aramidfasern, Hohlfasern, Schäume, syntaktische Schaume, Kunststofffasern, Kohlefasern, Metallschäume, Sinterkeramikwerkstoffe, kugelförmige Schuttungen und Ähnliches.It is particularly preferred that in the room a vibration damping material is arranged. Such a material is, for example, a gas volume which can be arranged in the space without the use of a membrane as a pure bubble of air. Such a gas volume only has to be renewed every few days, which is possible without problems during the operation of the roller. As a vibration damping material but also a porous, fibrous or spherical material can be used. By means of a vibration-damping material, which is arranged in the space between the wall and the resonator surface, the vibration damping can be increased. Suitable materials include, for example, steel fibers, mineral fibers, glass fibers, aramid fibers, hollow fibers, foams, syntactic foams, synthetic fibers, carbon fibers, metal foams, sintered ceramic materials, spherical debris and the like.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Resonatorflache rotationssymmetrisch ausgebildet. Die Resonatorflache bildet also die Umfangswand eines Zylinders mit offenen Stirnseiten. Dabei kann die Resonatorflache direkt in der Druckkammer angeordnet sein, wobei die Wand durch eine außere Begrenzungswand der Druckkammer gebildet ist. Dabei ist es insbesondere vorteilhaft, wenn die Resonatorflache symmetrisch im Druckraum angeordnet ist, also rotationssymmetrisch um eine zentrale Achse der Druckkammer. Bei einer rotationssymmetrischen Ausbildung der Resonatorflache lasst sich diese aber auch relativ einfach in die Druckmittelleitung integrieren, so dass durch den Einsatz des Schwingungsabsorbers keine Änderung an der Druckkammer selbst erforderlich ist.In a preferred embodiment, the resonator surface is rotationally symmetrical. The resonator surface thus forms the peripheral wall of a cylinder with open end faces. In this case, the resonator can be arranged directly in the pressure chamber, wherein the wall is formed by an outer boundary wall of the pressure chamber. It is particularly advantageous if the resonator is arranged symmetrically in the pressure chamber, that is rotationally symmetrical about a central axis of the pressure chamber. In a rotationally symmetrical design of the resonator but these can also be relatively easily integrated into the pressure medium line, so that no change to the pressure chamber itself is required by the use of the vibration absorber.

Bevorzugterweise ist parallel zur Resonatorfläche mindestens eine zweite Resonatorflache ausgebildet, die insbesondere Offnungen in einer anderen Große aufweist. Diese zweite Resonatorfläche kann räumlich parallel bzw. hinter der ersten Resonatorfläche angeordnet werden, so dass der Schwingungsabsorber in Summe breitbandiger ausgefuhrt werden kann. Dies wird insbesondere dadurch erreicht, dass in der zweiten Resonatorflache Locher einer anderen Größe ausgebildet sind als in der ersten Resonatorfläche.Preferably, at least one second resonator surface is formed parallel to the resonator surface, which in particular has openings in another size. This second resonator surface can be arranged spatially parallel or behind the first resonator surface, so that the total of the vibration absorber can be made more broadband. This is achieved in particular in that holes of a different size are formed in the second resonator surface than in the first resonator surface.

Vorzugsweise ist eine Größe der Offnungen veränderbar. Die Offnungen können zum Erreichen einer breitbandigen Schwingungsdämpfung zwar unterschiedlich groß sein, durch die Möglichkeit, die Größe der Öffnungen zu verändern, ist es jedoch moglich, den Schwingungsabsorber individuell auf die auftretenden Schwingungen einzustellen, so dass ein optimales Dämpfungsverhalten erreicht wird. Dabei ist es denkbar, einzelne Offnungen verschließbar zu gestalten, so dass also auch die Öffnungsanzahl verändert werden kann. Dadurch kann das Dampfungsverhalten in weiten Bereichen adaptiv eingestellt werden. Dafur können verschiedene aktuatorische Hilfsmittel vorgesehen sein, beispielsweise hydraulische, pneumatische, elektromotorische oder piezokeramische Elemente.Preferably, a size of the openings is variable. Although the openings may be of different sizes for the purpose of achieving a broadband vibration damping, the possibility of adjusting the size of the openings means that the vibration absorber can be adjusted individually to the vibrations occurring, so that optimum damping behavior is achieved. It is conceivable to make individual openings closable, so that therefore the number of openings can be changed. As a result, the damping behavior can be adjusted adaptively in a wide range. For this purpose, various actuation aids can be provided, for example hydraulic, pneumatic, electromotive or piezoceramic elements.

Vorzugsweise weist die Resonatorfläche zwei gegeneinander verschiebbare, mikroperforierte Elemente auf. Durch eine Relativbewegung dieser beiden, aneinander liegenden Elemente lasst sich die Größe und Anzahl der Öffnungen in der Resonatorfläche über einen weiten Bereich einstellen. Bei einer zylindrischen bzw. rotationssymmetrischen Ausbildung der Resonatorfläche können die beiden Elemente dabei gegeneinander verdrehbar ausgefuhrt sein. Dafur kann ein entsprechend ausgebildeter Aktuator vorgesehen sein.Preferably, the resonator surface has two mutually displaceable, microperforated elements. By a relative movement of these two, juxtaposed elements, the size and number of openings in the resonator can be adjusted over a wide range. In the case of a cylindrical or rotationally symmetrical design of the resonator surface, the two elements can be made rotatable relative to one another. For this purpose, a suitably designed actuator can be provided.

Vorteilhafterweise ist ein Abstand zwischen der Resonatorflache und der Wand einstellbar. Dadurch lässt sich ein Absorptionsgrad des Schwingungsabsorbers einstellen. Dabei ist es ausreichend, entweder die Resonatorfläche oder die Wand bewegbar auszuführen, wobei die Bewegung beispielsweise durch ein hydraulisches, pneumatisches, elektromotorisches oder piezokeramisches Element erfolgt.Advantageously, a distance between the resonator surface and the wall is adjustable. This makes it possible to set a degree of absorption of the vibration absorber. It is sufficient to carry out either the resonator surface or the wall movable, wherein the movement is effected for example by a hydraulic, pneumatic, electromotive or piezoceramic element.

Vorteilhafterweise ist dabei eine Sensoreinrichtung zur Schwingungserfassung vorgesehen, wobei eine Größe und/oder eine Anzahl der Offnungen der Resonatorfläche und/oder ein Abstand zwischen der Resonatorfläche und der Wand in Abhängigkeit der erfassten Schwingungen eingestellt wird. Eine Dämpfung der Schwingungen erfolgt also über einen Regelkreis. Dabei lässt sich eine aktive Schwingungsdämpfung erreichen.Advantageously, a sensor device for vibration detection is provided, wherein a size and / or a number of the openings of the resonator surface and / or a distance between the resonator surface and the wall is set as a function of the detected vibrations. An attenuation of the vibrations thus takes place via a control loop. In this case, an active vibration damping can be achieved.

Vorzugsweise ist die Druckkammer über eine Drosselstelle mit einer Druckleitung verbunden, wobei insbesondere eine Größe und/oder Anzahl an Durchflussöffnungen der Drosselstelle und/oder eine Position der Drosselstelle veränderbar ist. In der Drosselstelle wird zusätzlich Schwingungsenergie abgebaut. Dabei kann durch die Einstellmöglichkeiten eine relativ genaue Anpassung an die gerade zu dampfende Schwingungsfrequenz erfolgen. Das Auftreten von Barring kann so effektiv verhindert werden.Preferably, the pressure chamber is connected via a throttle point to a pressure line, wherein in particular a size and / or number of flow openings of the throttle point and / or a position of the throttle point is variable. In the throttle point, additional vibration energy is dissipated. It can be done by the settings a relatively accurate adaptation to the just to steaming vibration frequency. The occurrence of barring can be effectively prevented.

Vorzugsweise ist die Druckkammer im Joch angeordnet, wobei in der Druckkammer ein Stützelement geführt ist, das durch einen Druck in der Druckkammer mit einer Anlegeseite gegen den Walzenmantel druckbar ist. Das Stutzelement ist dabei radial in der Druckkammer geführt und bildet dabei eine Seite der Druckkammer. Zwischen einer Wand der Druckkammer und dem Stützelement kann dabei eine Radialdichtung vorgesehen sein. Zwischen dem Stützelement und dem Walzenmantel kann dabei ein Olfilm ausgebildet sein, der beispielsweise eine Dicke von 20 bis 50 μm aufweist und damit eine sehr steife Ankupplung ermöglicht. Schwingungen des Walzenmantels werden daher direkt über das Stützelement in die Druckkammer und damit auf das Druckmittel übertragen.Preferably, the pressure chamber is arranged in the yoke, wherein in the pressure chamber, a support element is guided, which is printable by a pressure in the pressure chamber with a Anlegeseite against the roll shell. The support element is guided radially in the pressure chamber and thereby forms one side of the pressure chamber. A radial seal can be provided between a wall of the pressure chamber and the support element. In this case, an oil film can be formed between the support element and the roll shell, which, for example, has a thickness of 20 to 50 μm and thus enables a very rigid coupling. Vibrations of the roll shell are therefore transmitted directly through the support member into the pressure chamber and thus to the pressure medium.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Hierin zeigen:The invention will be described in more detail below with reference to preferred embodiments in conjunction with the drawings. Herein show:

1 eine Druckkammer einer Biegeeinstellwalze mit einem Schwingungsabsorber einer ersten Ausführungsform, 1 a pressure chamber of a bending adjusting roll having a vibration absorber of a first embodiment,

2 eine Druckkammer mit einem Schwingungsabsorber einer zweiten Ausführungsform, 2 a pressure chamber with a vibration absorber of a second embodiment,

3 eine schwimmende Walze mit einem Schwingungsabsorber, 3 a floating roller with a vibration absorber,

4 einen Querschnitt der schwimmenden Walze nach 3, 4 a cross section of the floating roller after 3 .

5 eine Ausbildung des Schwingungsabsorbers mit zwei Resonatorflachen und 5 an embodiment of the vibration absorber with two Resonatorflachen and

6 eine Ausbildung des Schwingungsabsorbers mit zwei gegeneinander verschiebbaren Elementen. 6 an embodiment of the vibration absorber with two mutually displaceable elements.

In 1 ist ein Ausschnitt einer Biegeeinstellwalze 1 dargestellt. Eine Druckkammer 2 ist in einem feststehenden Joch 3 ausgebildet. In der Druckkammer 2 ist ein Stützelement 4 geführt. Dabei ist innerhalb der Druckkammer 2 ein Einsatz 5 vorgesehen, der einen Schwingungsabsorber 6 aufweist und das Stützelement 4 radial beweglich führt. Der Schwingungsabsorber 6 weist eine zylindrisch ausgebildete mikroperforierte Resonatorflache 7 auf, die eine Vielzahl an Offnungen 8 aufweist. Zwischen dem Einsatz 5 und dem Stützelement 4 ist eine Ringdichtung 9 angeordnet, die zur Abdichtung der Druckkammer 2 dient.In 1 is a section of a Biegeeinstellwalze 1 shown. A pressure chamber 2 is in a fixed yoke 3 educated. In the pressure chamber 2 is a support element 4 guided. It is within the pressure chamber 2 an insert 5 provided, a vibration absorber 6 and the support element 4 radially movable leads. The vibration absorber 6 has a cylindrically shaped microperforated resonator surface 7 on that a lot of openings 8th having. Between the insert 5 and the support element 4 is a ring seal 9 arranged to seal the pressure chamber 2 serves.

Das Stützelement 4 weist an einer Anlagefläche 10 zwei Drucktaschen 11, 12 auf, die zur Ausbildung eines nicht dargestellten Druckfilms dienen, der zwischen der Anlagefläche 10 und einer Innenseite eines nicht dargestellten Walzenmantels ausgebildet ist. Das Stützelement 4 dient also dazu, den Walzenmantel radial nach außen zu belasten, wobei diese Belastung vom Druck eines Druckmittels in der Druckkammer 2 abhängig ist. Das Druckmittel wird dabei über eine Druckmittelleitung 13 in die Druckkammer 2 eingebracht, wobei zwischen der Druckmittelleitung 13 und der Druckkammer 2 eine Drosselstelle 14 angeordnet ist. Die Drosselstelle 14 kann dabei so ausgebildet sein, dass ihre Position innerhalb der Druckmittelleitung 13 veranderbar ist und/oder eine Große und/oder Anzahl an Drosselöffnungen veränderbar ist. Über die Drosselstelle 14 erfolgt dabei eine erste Dämpfung von Druckpulsationen des Druckmittels, die durch Schwingungen des Walzenmantels hervorgerufen werden und vom Stützelement 4 auf das Druckmittel ubertragen werden.The support element 4 points to a contact surface 10 two pressure pockets 11 . 12 on, which serve to form a print film, not shown, between the contact surface 10 and an inside of a roll jacket, not shown, is formed. The support element 4 So serves to load the roll shell radially outward, this load from the pressure of a pressure medium in the pressure chamber 2 is dependent. The pressure medium is via a pressure medium line 13 in the pressure chamber 2 introduced, wherein between the pressure medium line 13 and the pressure chamber 2 a throttle point 14 is arranged. The throttle point 14 can be designed so that their position within the pressure medium line 13 can be changed and / or a large and / or number of throttle openings is changeable. About the throttle point 14 takes place a first damping of pressure pulsations of the pressure medium, which are caused by vibrations of the roll shell and the support element 4 be transferred to the pressure medium.

Parallel zur Resonatorfläche 7 ist eine zylindrische Wand 15 vorgesehen, die bei diesem Ausfuhrungsbeispiel zum Einsatz 5 gehort. Es ist aber auch möglich, die Wand 15 durch eine Wandung im Joch 3 zu realisieren.Parallel to the resonator surface 7 is a cylindrical wall 15 provided, which are used in this exemplary embodiment 5 belongs. But it is also possible the wall 15 through a wall in the yoke 3 to realize.

Im Einsatz 5 ist ferner eine Gaszuleitung 16 vorgesehen, durch die ein Gas, wie beispielsweise Luft, in einen Raum 17 eingebracht werden kann, der zwischen der Resonatorfläche 7 und der Wand 15 ausgebildet ist.In action 5 is also a gas supply line 16 provided by a gas, such as air, in a room 17 can be introduced, between the resonator 7 and the wall 15 is trained.

Schwingungen des Walzenmantels werden durch das Stützelement 4 in Form von Druckpulsationen auf das Druckmittel übertragen. Das Druckmittel wird dabei zum einen über die Drossel 14 hin- und herbewegt, wodurch eine erste Schwingungsdämpfung erfolgt. Ferner wird das Druckmittel durch die Öffnungen 8 in der mikroperforierten Resonatorfläche 7 bewegt. Dadurch werden die Druckpulsationen in den Raum 17 ubertragen, in dem ebenfalls Druckmittel vorhanden ist. Ferner kann in dem Raum 17 ein schwingungsdämpfendes Material und beispielsweise ein Gasvolumen angeordnet sein. Das im Raum 17 angeordnete Druckmittel wirkt dabei wie eine Feder, wobei durch den Strömungswiderstand der Öffnungen 8 eine Dämpfung erfolgt. Durch ein zusätzliches Gasvolumen kann dabei die Federkonstante beeinflusst werden. Durch schwingungsdämpfendes Material innerhalb des Raums 17 erfolgt eine stärkere Schwingungsdämpfung. Dadurch erfolgt eine effektivere Schwingungsdämpfung mit dem Schwingungsabsorber 6.Vibrations of the roll shell are caused by the support element 4 in the form of Transfer pressure pulsations to the pressure medium. The pressure medium is on the one hand via the throttle 14 moved back and forth, whereby a first vibration damping takes place. Further, the pressure medium through the openings 8th in the microperforated resonator surface 7 emotional. This will cause the pressure pulsations in the room 17 transferred, in which also pressure medium is present. Furthermore, in the room 17 a vibration damping material and, for example, a gas volume may be arranged. That in the room 17 arranged pressure means acts like a spring, wherein the flow resistance of the openings 8th a damping takes place. An additional gas volume can influence the spring constant. By vibration-damping material within the room 17 there is a stronger vibration damping. This results in a more effective vibration damping with the vibration absorber 6 ,

Ein derartiger Schwingungsabsorber dient zum Dämpfen von Druckpulsationen mit einer Frequenz von 100 bis 1500 Hz, die vor allem bei Beanspruchungen des Walzenmantels und nachfolgender Übertragung der Druckpulsationen in das Druckzufuhrsystem auftreten. Der Schwingungsabsorber bzw. die Resonatorfläche 7 ist dabei starr ausgeführt, so dass dieser relativ einfach in der Walze befestigt werden kann.Such a vibration absorber is used to dampen pressure pulsations with a frequency of 100 to 1500 Hz, which occur mainly in the case of stresses of the roll shell and subsequent transmission of the pressure pulsations in the pressure supply system. The vibration absorber or the resonator surface 7 is rigid, so that it can be relatively easily mounted in the roller.

In 2 ist eine Ausgestaltung des Schwingungsabsorbers 6 gezeigt, bei der die Resonatorfläche 7 mit dem Stützelement 4 verbunden ist. Auf einen Einsatz kann bei dieser Ausgestaltung verzichtet werden, so dass das Stützelement 4 direkt im Joch 2 geführt ist. Die Wand 15 ist dabei ebenfalls am Stutzelement 4 festgelegt, so dass auch der Raum 17 bei einer Bewegung des Stützelements 4 mitbewegt wird.In 2 is an embodiment of the vibration absorber 6 shown at the resonator surface 7 with the support element 4 connected is. An insert can be dispensed with in this embodiment, so that the support element 4 directly in the yoke 2 is guided. The wall 15 is also on the support element 4 set, so that too the room 17 during a movement of the support element 4 is moved.

Im übrigen entspricht die Ausgestaltung der 2 der Ausgestaltung nach 1.Otherwise, the design of the 2 the embodiment according to 1 ,

In 3 ist der Einsatz des Schwingungsabsorbers 6 in einer schwimmenden Walze dargestellt. Gleiche Teile sind dabei mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die mikroperforierte Resonatorfläche 7 ist dabei in einer Druckkammer 2 angeordnet, die uber eine Druckmittelleitung 13 mit Druckmittel versorgt wird. Zwischen einem Walzenmantel 18 und dem Joch 3 bildet sich dabei ein unter Druck stehendes Olpolster aus. Zwischen der Druckkammer 2 und einem Rücklauf 20 ist ein Differenzdruckregulator 19 angeordnet, der einen Druckunterschied zwischen der Druckkammer 2 und dem Rücklauf 20 einstellt.In 3 is the use of the vibration absorber 6 shown in a floating roller. The same parts are provided with the same reference numerals. The microperforated resonator surface 7 is in a pressure chamber 2 arranged, which over a pressure medium line 13 is supplied with pressure medium. Between a roll shell 18 and the yoke 3 It forms a pressurized Olpolster from. Between the pressure chamber 2 and a return 20 is a differential pressure regulator 19 arranged, which has a pressure difference between the pressure chamber 2 and the return 20 established.

Wie auch bei den Ausfuhrungsformen nach den 1 und 2 erfolgt hier eine Schwingungsdämpfung durch die Übertragung von Druckpulsationen durch die Öffnungen 8 in der mikroperforierten Resonatorflache 7. Das Druckmittel wird dabei durch die Öffnungen 8 in der Resonatorfläche 7 in einen Raum gedrückt, in dem ebenfalls Druckmittel vorhanden ist, das dabei als Feder wirkt.As with the embodiments of the 1 and 2 here is a vibration damping by the transmission of pressure pulsations through the openings 8th in the microperforated resonator surface 7 , The pressure medium is through the openings 8th in the resonator surface 7 pressed into a room in which also pressure medium is present, which acts as a spring.

In 4 ist eine Schnittdarstellung der 3 gezeigt. Die Resonatorfläche 7 weist zusätzlich mikroperforierte Querstege 21 auf, die zur Ausbildung zusätzlicher Raume fuhren. Dadurch kann eine Schwingungsdämpfung über einen breiteren Bereich eingestellt werden. Uber die Gaszuleitung 16 kann ein Gasvolumen, wie beispielsweise eine Luftblase, in einen von der Resonatorfläche 7 begrenzten Raum eingebracht werden, wodurch eine Beeinflussung der Federsteifigkeit erfolgt. Damit kann also ebenfalls das Dampfungsverhalten beeinflusst werden.In 4 is a sectional view of the 3 shown. The resonator surface 7 also has microperforated crossbars 21 on, which lead to the formation of additional space. This allows a vibration damping over a wider range can be adjusted. Via the gas supply line 16 For example, a volume of gas, such as an air bubble, may enter one of the resonator surfaces 7 limited space are introduced, whereby an influence of the spring stiffness takes place. Thus, also the Dampfungsverhalten can be influenced.

In 5 ist eine Ausbildung des Schwingungsabsorbers 6 dargestellt, die bis auf die Ausbildung einer zweiten Resonatorfläche 22 der Ausbildung nach 1 entspricht. Die zweite Resonatorfläche 22 ist dabei ebenfalls mikroperforiert und weist Öffnungen 23 in einer anderen Größe auf als die erste Resonatorflache 7. Die erste Resonatorfläche 7 und die zweite Resonatorfläche 22 sind dabei rotationssymmetrisch in Form von Kreiszylindern ausgebildet, wobei die erste Resonatorfläche 7 radial innerhalb der zweiten Resonatorfläche 22 angeordnet ist. Radial außerhalb der zweiten Resonatorfläche 22 befindet sich der Raum 17, der also zwischen der Wand 15 und der zweiten Resonatorfläche 22 ausgebildet ist.In 5 is an embodiment of the vibration absorber 6 shown, except for the formation of a second resonator surface 22 according to the training 1 equivalent. The second resonator surface 22 is also microperforated and has openings 23 in a different size than the first resonator surface 7 , The first resonator surface 7 and the second resonator surface 22 are formed rotationally symmetrical in the form of circular cylinders, wherein the first resonator surface 7 radially within the second resonator surface 22 is arranged. Radially outside the second resonator surface 22 is the room 17 that is, between the wall 15 and the second resonator surface 22 is trained.

Durch das Vorsehen zweier Resonatorflächen kann ein relativ breitbandiges Dämpfungsverhalten erzielt werden.By providing two resonator surfaces, a relatively broadband damping behavior can be achieved.

Gegebenenfalls ist es auch möglich, noch weitere Resonatorflächen vorzusehen.Optionally, it is also possible to provide even more Resonatorflächen.

In 6 ist eine besondere Ausgestaltung des Schwingungsabsorbers 6 dargestellt, wobei die mikroperforierte Resonatorflache 7 durch zwei mikroperforierte Elemente 24, 25 gebildet ist, die radial aneinander anliegen. Die Elemente 24, 25 sind dabei rohrformig ausgebildet und weisen jeweils Öffnungen 26, 27 auf. Mit Hilfe eines Aktuators 28 kann eine Drehwinkellage zwischen den Elementen 24, 25 eingestellt werden. Je nach eingestelltem Winkel ergibt sich dabei ein unterschiedlicher Uberdeckungsgrad der Öffnungen 26, 27, wodurch die Größe von Öffnungen in der Resonatorfläche 7 eingestellt werden kann. Dies stellt eine relativ einfache Möglichkeit dar, die Größe der Öffnungen 8 in der Resonatorflache zu beeinflussen.In 6 is a special embodiment of the vibration absorber 6 represented, wherein the microperforated resonator surface 7 through two microperforated elements 24 . 25 is formed, which bear radially against each other. The Elements 24 . 25 are rohrformig and each have openings 26 . 27 on. With the help of an actuator 28 can be an angular position between the elements 24 . 25 be set. Depending on the set angle results in a different degree of coverage of the openings 26 . 27 , which reduces the size of openings in the resonator surface 7 can be adjusted. This is a relatively simple way, the size of the openings 8th in the Resonatorflache to influence.

In den Ausführungsbeispielen gemäß der 1, 2, 5 und 6 ist die Resonatorfläche 7 durch ein rohrförmiges, steifes Material gebildet. Bei einer derartigen Ausgestaltung kann die Resonatorfläche 7 auch ohne Probleme an anderen Stellen des Druckmittelsystems, beispielsweise in einer Druckmittelleitung, eingesetzt werden. Die Große der Öffnungen ist dabei von der Frequenz der zu dampfenden Schwingungen und der Viskosität des Druckmittels abhängig. Bei hydraulischen Druckmitteln sollte ein Durchmesser der Öffnungen zwischen 0,1 und 3 mm liegen. Die Öffnungen mussen aber nicht unbedingt kreisförmig ausgestaltet sein, sondern konnen beispielsweise auch wellenförmig, quadratisch oder als Schlitz ausgebildet sein. Dabei sollte eine halbe Querabmessung in der Großenordnung der laminaren Grenzschichtdicke des Druckmittels liegen.In the embodiments according to the 1 . 2 . 5 and 6 is the resonator surface 7 formed by a tubular, rigid material. In such an embodiment, the resonator 7 be used without problems elsewhere in the pressure fluid system, for example in a pressure medium line. The size of the openings is dependent on the frequency of the vibrations to be steamed and the viscosity of the pressure medium. For hydraulic pressure media, a diameter of the openings should be between 0.1 and 3 mm. However, the openings do not necessarily have to be of circular design, but may, for example, also be wave-shaped, square or slot-shaped. In this case, half the transverse dimension should be in the order of magnitude of the laminar boundary layer thickness of the pressure medium.

Ein Verhältnis der Offnungen bzw. der mikroperforierten Fläche zur Gesamtfläche sollte dabei zwischen 1% und 30% liegen. Die Stabilitat der Resonatorfläche bleibt damit erhalten.A ratio of the openings or the microperforated area to the total area should be between 1% and 30%. The stability of the resonator surface is thus retained.

Bei den Ausführungsbeispielen ist die Wand immer glatt ausgebildet. Die Wand kann aber auch eine Struktur aufweisen, beispielsweise geriffelt oder gewellt sein. Bei einer waffelförmigen Ausgestaltung der Wand ist es auch denkbar, diese nochmals zu perforieren. Dadurch ergibt sich eine weitere Schwingungsdämpfung. Diese wird auch durch die Anordnung eines schwingungsdampfenden Materials in dem Raum zwischen der Resonatorfläche und der Wand erreicht, was ebenfalls in den Figuren nicht dargestellt ist.In the embodiments, the wall is always smooth. The wall may also have a structure, for example, be corrugated or wavy. In a waffle-shaped design of the wall, it is also conceivable to perforate these again. This results in a further vibration damping. This is also achieved by the arrangement of a vibration-damping material in the space between the resonator surface and the wall, which is also not shown in the figures.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird ein Schwingungsabsorber erhalten, der relativ einfach in den Druckraum oder die Druckmittelleitung, also in das Drucksystem einer Biegeausgleichswalze zu integrieren ist, wodurch insbesondere schwingungs- und strömungstechnische Eigenschaften verbessert werden. Dabei kann der Schwingungsabsorber als Einsatz ausgebildet sein. Es ergibt sich so eine relativ einfach nachrüstbare und preiswerte Lösung.The embodiment of the invention, a vibration absorber is obtained, which is relatively easy to integrate into the pressure chamber or the pressure medium line, ie in the printing system of a bending compensating roll, which in particular vibration and fluidic properties are improved. In this case, the vibration absorber can be designed as an insert. This results in a relatively easy to retrofit and inexpensive solution.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102007051395 A1 [0004]

Claims

Bending compensation roll, in particular for a paper or board machine, with a circumferential roll shell and a fixed yoke, which passes through the roll shell axially, wherein the roll shell by the pressure of a pressure medium in at least one pressure chamber of a printing system is radially outwardly resilient, characterized in that the Pressure system at least one vibration absorber ( 6 ) with at least one microperforated resonator surface ( 7 . 22 ) having.

Bend compensation roll according to claim 1, characterized in that 1 to 30% of the resonator surface through openings ( 8th . 23 ) are formed.

Bending compensation roll according to claim 1 or 2, characterized in that a half transverse dimension of the openings ( 8th . 23 ) is of the order of magnitude of a laminar boundary layer thickness of the pressure medium.

Bend compensation roll according to one of claims 1 to 3, characterized in that a length of the openings ( 8th . 23 ) Is 0.5 to 6 mm, in particular 1 to 5 mm.

Bending compensation roll according to one of claims 1 to 3, characterized in that in kreisformigen openings ( 8th . 23 ) is between 0.1 and 3 mm in diameter.

Bending compensation roll according to one of claims 1 to 5, characterized in that a space ( 17 ) between the resonator surface ( 7 . 22 ) and in particular a parallel wall ( 15 ) is formed, wherein the wall ( 15 ) at a distance of 1 to 30 mm from the resonator surface ( 7 . 22 ) is arranged.

Bending compensation roll according to claim 6, characterized in that the wall ( 15 ) is structured.

Bending compensation roll according to one of claims 1 to 7, characterized in that in the space ( 17 ) A vibration damping material and / or a gas volume is arranged.

Bending compensation roll according to one of claims 1 to 8, characterized in that the resonator surface ( 7 . 22 ) is rotationally symmetrical.

Bending compensation roll according to one of claims 1 to 9, characterized in that parallel to the first resonator surface ( 7 ) a second resonator surface ( 22 ), in particular openings ( 23 ) in a different size than the first resonator surface ( 7 ) having.

Bending compensation roll according to one of claims 1 to 10, characterized in that a large of the openings ( 8th . 23 ) is veränderbar.

Bending compensation roll according to one of claims 1 to 11, characterized in that the resonator surface ( 7 ) two mutually displaceable, microperforated elements ( 24 . 25 ) having.

Bend compensation roll according to one of claims 6 to 12, characterized in that a distance between the resonator ( 7 . 22 ) and the wall ( 15 ) is veränderbar.

Bend compensation roll according to one of claims 1 to 13, characterized in that a sensor device is provided for vibration detection, wherein a large and / or a number of openings ( 8th . 23 ) of the resonator surface ( 7 . 22 ) and / or a distance between the resonator surface ( 7 . 22 ) and the wall ( 15 ) is adjusted depending on the detected vibrations.