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Bei der Herstellung von Wellpappe
werden zwei Riffelwalzen eingesetzt, die für die gewellte Gestaltung des
Zwischenträgerpapiers
oder des Kerns der Pappe verantwortlich sind, und eine Glattwalze, die
dafür verantwortlich
ist, dass auf der gewellten Seite ein anderes Papier angebracht
wird, welches eine der flachen Seiten der Pappe bestimmt. Das Papier,
welches die andere flache Seite der Pappe ausformt, wird später in einem
anderen Arbeitsgang aufgeklebt.
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Die folgenden Faktoren spielen eine
Rolle bei der Wellung des Zwischenträgerpapiers und dem Aufkleben
des flachen Papiers auf diesem:
- – Druck:
Die Walzen üben
einen Druck zwischen 3 und 4 kg/mm2 für die Wellung
und einen Druck zwischen 2 und 3 kg/mm2 für das Kleben
aus.
- – Temperatur:
Es ist erforderlich, dass das Papier eine Temperatur von ca. 180°C erreicht,
wofür die Walzen
erwärmt
werden, indem gesättigter Dampf
in ihr Inneres hineingeleitet wird.
- – Feuchtigkeit:
Das Papier sollte eine bestimmte Feuchtigkeit aufweisen, damit die
Ausbildung der Wellung und das Kleben korrekt verlaufen.
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Daher werden bei der erwähnten Herstellung von
Wellpappe zwei Riffelwalzen und eine Glattwalze zum Rotieren gebracht
und üben
einen hohen Druck zwischen einander aus, was dazu führt, dass
die Wellungsvorrichtung und die erwähnten Walzen einen hohen Vibrationspegel
aufrechterhalten, während
sie in Betrieb sind, vor allem die Glattwalze, da sie gegen eine
gekerbte Walze rotieren muss.
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Bei den erwähnten Vibrationen müssen zwei Hauptmerkmale
beachtet werden:
- – Vibrationszahl: Diese hängt vom
Kerbenabstand und der Rotationsgeschwindigkeit der Walzen ab.
- – Vibrationspegel:
Dieser wird bestimmt durch sehr unterschiedliche Faktoren, wie zum
Beispiel die Struktur der Maschine, Fundamente, Trägheit und
Elastizität
der Walzen, Profilart der Kerbe, Zustand der Walzen, Dicke der eingesetzten
Papierbögen,
die Wellungs- und Klebekräfte
sowie die Produktionsgeschwindigkeit oder ob diese die gleiche ist
wie die Vibrationszahl.
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Bei einer Wellungsvorrichtung mit
bestimmten Walzen ist die einzige Variable für die Änderung der Vibrationszahl
die Rotationsgeschwindigkeit der Walzen, jedoch wird diese durch
die Art und den Umfang von Aufträgen
bestimmt, so dass die Nutzung dieser Variablen sehr eingeschränkt oder
sogar gleich Null ist.
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Andererseits ist es der Vibrationspegel,
der hauptsächlich
für die
Probleme verantwortlich ist, und es kann während der Herstellung von Wellpappe vorkommen,
dass, wenn dieser Pegel übermäßig hoch
ist, zu starke Abdrücke
und selbst Schnitte in der gefertigten Wellpappe auftreten.
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Einer der Faktoren, welche sich auf
den Vibrationspegel auswirken, ist die Gestaltung der Wellungsvorrichtung,
so dass abhängig
von dieser Wellungsgestaltung es einige gibt, die mehr oder weniger zum
Auftreten von Vibrationsproblemen neigen. Ein weiterer Faktor in
dieser Hinsicht ist die Vibrationszahl, die im Prinzip jede Zahl
sein kann und daher mit einigen der Resonanzfrequenzen (oder Eigenfrequenzen)
eines Teils der Wellungsvorrichtung, wie zum Beispiel den Walzen, übereinstimmen
kann, so dass, wenn die Wellungsvorrichtung besonders problematisch
ist, Bögen
mit niedrigem Gewicht eingesetzt werden, d. h. sie erzeugen wenig
Dämpfung, dass
das Kerbenabstandsprofil hoch ist und sich in großer Höhe befindet,
und dass wenn darüber
hinaus die Resonanzfrequenzen der Walzen erreicht werden, bei bestimmten
Geschwindigkeiten sehr große Möglichkeiten
bestehen, dass die Wellpappe mangelhaft ist.
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Um das Problem zu lösen, wurde
nach Lösungen
gesucht, wie zum Beispiel die maximale Reduzierung der Wellungs-
und Klebekräfte,
um damit den Vibrationspegel und Abdrücke auf der Wellpappe zu reduzieren.
Diese Lösung
führt jedoch
zu anderen Nachteilen, wie zum Beispiel das Fehlen von Kräften bei
anderen Geschwindigkeiten, die anders sind als die Resonanzgeschwindigkeit
(besonders bei hohen Geschwindigkeiten), sowie die Instabilität der Wellungsvorrichtung,
die bei den Papierverbindungen ersichtlich ist.
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Eine weitere Lösungsmöglichkeit besteht darin zu
versuchen, die erste Eigenfrequenz von den Frequenzbereichen der
Betriebsvibration wegzubewegen, jedoch führen dessenungeachtet die geometrischen
und Materialbeschränkungen
der Walzengestaltung dazu, dass die Frequenzabweichungsmöglichkeit
nicht ausreicht und sie immer innerhalb der Arbeitsbereiche bleibt.
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Die erste Eigenfrequenz der Walzen
ist die einzige Frequenz, die bei den Wellungsvorrichtungen erreicht
wird, da, wenn die Vibrationszahl das Doppelte der ersten Frequenz
beträgt,
sie ebenfalls die Walze zur ersten Eigenfrequenz anregt. Der erste
Vibrationsmodus repräsentiert
die Form, welche die Walze annimmt, wenn sie bei der ersten Eigenfrequenz
angeregt wird, wobei diese Form ähnlich
der Form der Walzen-Deformation ist, wenn sie sich durch eine Last
biegt, die im Zentrum angebracht ist, d. h. die Deformation ist
am größten im
Zentrum und nimmt progressiv zu den Enden hin ab. Daraus ist ersichtlich,
dass die Probleme übermäßiger Abdrücke und
Einschnitte in der Pappe bei der ersten Eigenfrequenz im mittleren
Bereich der Walzen auftreten, mit der Tendenz, zu deren Ende hin
zu verschwinden.
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EP 0 044 612 A offenbart ein Dämpfungssystem
für Wellpappefertigungswalzen
gemäß der Einleitung
von Anspruch 1, welches untere und obere Riffelwalzen und eine Druckwalze
umfasst. Eine Vibrationsverringerungsvorrichtung ist im hohlen Inneren
mindestens einer der Walzen vorhanden.
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Erfindungsgemäß ist eine neue Lösung für das erwähnte Vibrationsproblem
bei der Wellungsvorrichtung für
die Fertigung von Wellpappe vorgesehen, basierend auf einem Dämpfungssystem,
das an die Walzen der erwähnten
Wellungsvorrichtungen angebracht ist und wodurch die Vibrationsenergie
absorbiert wird und auf diese Weise ihr Pegel verringert wird.
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Erfindungsgemäß wird ein Dämpfungssystem
für Wellpappe-fertigungs-Walzen bereitgestellt, welches
umfasst: eine Walze mit einem hohlen Körper; und eine Dämpfungsvorrichtung,
positioniert innerhalb einer Kammer der Walze, um Vibrationen der Walze
entgegenzuwirken, wobei die Dämpfungsvorrichtung
so angebracht ist, dass sie im wesentlichen die Bewegung der Dämpfungsvorrichtung
in Bezug auf eine Wand der Walze verhindert, dadurch gekennzeichnet,
dass die Dämpfungsvorrichtung
umfasst: zwei koaxiale Ummantelungen, welche einen Raum zwischen
denselben begrenzen, zwei Ringe, wobei jeder von ihnen ein entgegengesetztes
Ende des Raums zwischen den Ummantelungen schließt, eine Vielzahl von Dämpfungsbuchsen
sowie die zwei Ringe, lose positioniert im Raum zwischen den Ummantelungen,
wobei Fett eine Lücke
zwischen aneinander angrenzenden Buchsen ausfüllt, und eine röhrenförmige Welle,
welche durch das Innerste der Ummantelungen hindurchgeht, wobei
die Welle eine Mutter und eine Reibungsmasse an jedem Ende der Ummantelungen
trägt und
jede Mutter so einstellbar ist, dass sie Druck auf eine elastische
Dichtungsscheibe ausübt,
die wiederum Druck auf die entsprechende Reibungsmasse ausübt, wodurch
das Anziehen der Mutter einen Dämpfungseffekt
der Dämpfungsvorrichtung
regelt.
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Dieses System, das Gegenstand der
Erfindung ist, besteht darin, dass im Inneren der Walzen eine Dämpfungsvorrichtung
in solidarischer Anordnung zur Wand der entsprechenden Walze eingefügt wird,
so dass, wenn Vibrationen im Inneren der Walze auftreten, die im
Inneren angebrachte Vorrichtung ebenfalls vibriert, wobei ihre Vibration
der Vibration der Aktivierungsquelle, welche die Walze ist, entgegengesetzt
ist, so dass die Vibrationen derselben gedämpft werden und die negativen
Auswirkungen derselben auf das Papier zur Fertigung der Wellpappe verschwinden.
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Der Dämpfungseffekt tritt speziell
bei kritischen Geschwindigkeiten auf, das heißt wenn die Walzenresonanz
erreicht wird, wobei eine Ausführung
der Vorrichtung vorgesehen ist, die besonders bei diesen Geschwindigkeiten
wirkt, während
eine weitere Ausführung
die Vibrationen bei allen kritischen Geschwindigkeiten dämpft und
die Dämpfung bei
diesen Geschwindigkeiten optimiert.
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Die Montage der Vorrichtung in Bezug
auf die Walzenwand wird durchgeführt
mittels einer flexiblen Ummantelung und mit Interferenzeinstellung, so
dass die Ausdehnungsunterschiede aufgrund der Temperatur absorbiert
werden, ohne dass das Äußere der
Walzen beeinträchtigt
wird.
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Die Einstellungsbereiche zwischen
der Dämpfungsvorrichtung
und der Walzenwand sind darüber
hinaus mit Öffnungen
versehen, welche den Durchgang von Dampf und Kondensat von einer
Seite zur anderen ermöglichen, während mittig
durch die Dämpfungsvorrichtung
selbst hindurch ein Kanal gebildet wird, welcher den Durchgang von
Dampf vom Eingangsrohr her ermöglicht,
wodurch die Walzenerwärmung
keinen Schaden aufgrund der Einfügung der
Dämpfungsvorrichtung
erleidet.
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Das bekanntgegebene System schafft
eine vorteilhafte praktische Lösung
für das
Vibrationsproblem der Walzen für
die Fertigung von Wellpappe, das die folgenden Merkmale aufweist:
- – Die
Dämpfungsvorrichtung
kann problemlos so gestaltet werden, dass sie bei der Erwärmungstemperatur
der Anwendungs- Walzen und in der Atmosphäre des gesättigten Dampfes, der zu dieser
Erwärmung
gehört,
arbeitet, ohne Deformations- oder Korrosionsschaden zu verursachen.
- – Bei
ihrem Einbau beeinträchtigt
die Dämpfungsvorrichtung
nicht den Wärmeaustausch
innerhalb der entsprechenden Walzen, so dass die Erwärmung derselben
keiner Änderung
unterliegt.
- – Die
Entwicklung des Verhaltens der Dämpfungsvorrichtung
im Laufe der Zeit spielt während
der Lebensdauer der Walze keine wichtige Rolle, und daher ist keine
Wartung erforderlich.
- – Die
Temperaturunterschiede, die erzielt werden können, um zu verhindern, dass
die Ausdehnung einiger Bereiche hinsichtlich anderer Bereiche Deformationen
bei den Walzen hervorruft, wirken sich nicht auf den Betrieb aus.
- – Die
Dämpfungsvorrichtung
wird in der Dampfkammer installiert, die innerhalb der Walzen ausgebildet
ist, und ihr Einbau bringt keinerlei Beeinträchtigung irgendeiner Art für das Gestaltungsverfahren
der Wellpappe mit sich, so dass keine Änderung bei der Installation
erforderlich ist.
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1 zeigt
eine Anwendungswalze mit einer Dämpfungsvorrichtung.
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2 zeigt
eine vergrößerte Ansicht
eines Querschnitts durch die Anwendungswalze der vorhergehenden
Abbildung.
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3 ist
eine vergrößerte Ansicht
eines Längsschnitts
durch die Anwendungswalze von 1 und 2.
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4 zeigt
eine erfindungsgemäße Ausführungsform.
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5 zeigt
einen Längsschnitt
durch die Anwendungswalze von 4.
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6 zeigt
einen Querschnitt durch die Anwendungswalze von 4 und 5.
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Der Gegenstand der Erfindung betrifft
ein Dämpfungssystem
für den
Ausgleich der Vibrationen der Walzen für die Fertigung von Wellpappe,
mit dem Ziel der Ausschaltung von Mängeln, welche die erwähnten Vibrationen
bei der gefertigten Wellpappe verursachen.
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Das System besteht darin, innerhalb
des hohlen Körpers
(1) der Walzen eine Vorrichtung einzuschließen, welche
zur Vibration durch die Vibration angeregt wird, welche die Walze
(1) während
des Betriebs annimmt, so dass die erwähnte Vibration der eingefügten Vorrichtung
der charakteristischen Vibration der Walze (1) entgegengesetzt
ist und die dadurch gedämpft
wird.
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Die Dämpfungsvorrichtung wird eingefügt in die
Dampfkammer (2), die begrenzt wird durch die Walzen (1)
im Inneren für
die Einleitung des Heizdampfes; wobei die erwähnte Dämpfungsvorrichtung, gemäß einer
entsprechenden Anordnung (1 bis 3), durch eine Vorrichtung
gebildet wird, deren erste Eigenfrequenz mit der ersten Eigenfrequenz
der Walze (1) übereinstimmt,
wobei die erwähnte
Vorrichtung so angebracht ist, dass, wenn die erste Eigenfrequenz
der Walze (1) erreicht wird, diese in Resonanz versetzt
wird, welche die gleiche ist wie bei der Dämpfungsvorrichtung und diese
gegen ihre Anregungsquelle reagiert, welche die Walze (1) selbst
ist.
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Die Vorrichtung wird ausgebildet
gemäß der Ausführung durch
eine Ummantelung (3) und einen Kern (4), die mit
einer Interferenzeinstellung zwischen ihnen angebracht sind, mittels
Stützkontakten (5),
welche eine solidarische Verbindung zwischen den erwähnten Teilen
(3) und (4) herstellen.
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Die Vorrichtung ist wiederum mit
Interferenzeinstellung auf dem Walzenkörperinneren (1) mit
Hilfe von entsprechenden Stützkontakten
(6) montiert, wobei auf diese Weise die erwähnte Vorrichtung
in fester Verbindung mit dem Körper
(1) der entsprechenden Walze bleibt.
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Um Wärmeaustauschprobleme in den
Einstellbereichen, den Stützen
(6) zwischen der Ummantelung (3) der Dämpfungsvorrichtung
und dem Körper
(1) der Walze zu vermeiden, sind Zähne vorgesehen, über die
der Dampf und das Kondensat die Öffnungen
passieren können,
die von den Zähnen ausgebildet
werden, ohne die Erwärmung
zu beeinträchtigen.
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Die Temperatur, die von der Dämpfungsvorrichtung
erreicht wird, ist logischerweise höher als die der Walze (1),
so dass die Ausdehnungen Ersterer größer sein werden als diejenigen
der Letzteren, was zu Deformationen am Außenteil der Walze (1)
führen kann,
die sich auf die Produktion auswirken und zu fehlerhaft gewellter
Pappe führen.
Um dieses Problem zu vermeiden, sind die Stützen (5) zwischen
der Ummantelung (3) und dem Kern (4) der Dämpfungsvorrichtung
und den Stützen
(6) zwischen der erwähnten
Ummantelung (3) und dem Walzenkörper (1) ohne Stirnflächen vorgesehen,
so dass die Flexibilität
der Ummantelung (3) die Ausdehnungsunterschiede absorbiert,
ohne dass diese auf den Walzenkörper
(1) übertragen
werden.
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Andererseits sind die Kern-Geometrie
(4) und die Stützen
seiner Anordnung (6) dergestalt, dass die erste Eigenfrequenz
zur Biegung derselben mit derjenigen der Walze (1) übereinstimmt,
die mit der Dämpfungsvorrichtung
versehen ist, so dass die Resonanz des erwähnten Kerns (4) ebenfalls
in die Resonanz der Walze (1) eintritt, wobei dessen Vibration
der Vibration der Walze (1) nach dem Prinzip von Aktion
und Reaktion entgegengesetzt ist.
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Der Kern (4) begrenzt darüber hinaus
eine axiale Öffnung
(7), über
welche der Durchgang des Dampfes vom entsprechenden Eingangsrohr
(8) zur anderen Seite der Dampfkammer (2) möglich ist,
so dass der Dampf, zusammen mit dem Kondensat, welches gebildet
wird, zur vorderen Seite der Kammer (2) über die Öffnungen
zwischen den Stützzähnen (6)
zwischen der Ummantelung (3) und dem Walzenkörper (1)
hindurchgeht.
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Entsprechend einer erfindungsgemäßen Ausführungsform
(4 bis 6) wird die Dämpfungsvorrichtung durch eine
Vorrichtung gebildet, die bei allen Geschwindigkeiten arbeitet,
einschließlich der
kritischen Geschwindigkeit und die Vibrationsenergie absorbiert,
obwohl die Wirkung intensiver bei kritischen Geschwindigkeiten ist,
so dass der Einsatz auf die Optimierung der Dämpfung bei diesen Geschwindigkeiten
gerichtet sein wird.
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Bei der Ausführungsform schließt die Vorrichtung
eine Ummantelung (9) ein, an deren Ende einige Ringe (10)
an der Innenseite mit Interferenzeinstellung montiert sind, wobei
eine weitere Ummantelung (11) wiederum an der Innenseite,
ebenfalls mit Interferenzeinstellung, eingefügt ist.
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Innerhalb dieser Anordnung sind Dämpfungsbuchsen
(12) eingefügt,
die mit einem Zwischenraum versehen sind, der mit Fett ausgefüllt ist, mittels
dem die Oberflächen
gegen Korrosion geschützt
werden und dessen Viskosität
gleichzeitig die Dämpfung
der Gleitreibung zwischen den Buchsen (12) begünstigt.
Der erwähnte
Spielraum zwischen den Buchsen (12) kann selektiv verändert werden, um
in jedem Fall eine optimale Dämpfung
bei der kritischen Geschwindigkeit zu erreichen.
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Eine röhrenförmige Welle (13),
welche axial durch die Anordnung hindurchgeht, ist montiert, an der
einige Muttern (14) montiert sind, die Druck auf die jeweiligen
elastischen Dichtungsscheiben (15) ausüben, welche wiederum Druck
auf entsprechende Reibungsmassen (16) ausüben, die
gegen die montierte Anordnung von Dämpfungsbuchsen (12)
reiben.
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Der Druck der elastischen Dichtungsscheiben
(15) ist ebenfalls einstellbar, um in jedem Fall eine maximale
Dämpfung
zu erzielen, wobei die röhrenförmige Welle
(13) den Dampf-Durch-gang vom entsprechenden Eingangsrohr
(8) aus ermöglicht, während das
Anbringen der Anordnung in Bezug auf den entsprechenden Walzenkörper (1)
mit Interferenzeinstellung erfolgt, mit Hilfe von Stützkontakten
(17) zwischen der Ummantelung (9) und dem Walzenkörper (1)
in einer solchen Weise, dass die Ausdehnungsunterschiede, die durch
die Temperatur verursacht werden, durch die Elastizität der Ummantelung (9)
selbst absorbiert werden, ohne dass sie sich auf den Walzenkörper (1)
auswirken. Die Stützen
(17) sind in diesem Fall auch mit Zähnen versehen, die auf diese
Weise den Durchgang von Kondensat und Dampf zwischen beiden Teilen
der entsprechenden Dampfkammer (2) erlauben, die durch
die Einfügung der
Vorrichtung getrennt werden.
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Die Reibungsflächen der Reibungsmassen (16)
werden bei der Produktion wieder mit einer Messingauskleidung versehen,
um ein Festfressen zu vermeiden und um eine angemessene Lebensdauer der
erwähnten
Flächen
zu sichern, während
die Öffnungen
zwischen den Muttern (14), den Reibungsmassen (16),
der Welle (13) und der inneren Ummantelung (11)
ebenfalls mit Fett ausgefüllt
sind, um die Kontaktflächen
zu schützen,
einschließlich
einer O-Ringdichtung (18) zwischen den Muttern (14)
und den Reibungsmassen (16), einer weiteren O-Ringdichtung
(19) zwischen den Reibungsmassen (16) und der
inneren Ummantelung (11) und einer weiteren O-Ringdichtung (20)
zwischen den Muttern (14) und der Welle (13),
mit deren Hilfe eine geeignete Abdichtung geschaffen wird, welche
das Austreten des Fetts aus den erwähnten Öffnungen verhindert.