AT504053B1 - Vorrichtung zum dämpfen mechanischer schwingungen in einer walze in einer papier- oder kartonmaschine - Google Patents

Description

2 AT 504 053 B1

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Dämpfen mechanischer Umfangsschwingungen und balkenähnlicher Schwingungen einer Walze in einer Papier- oder Kartonmaschine, wobei die Walze einen im Wesentlichen starren Mantel, mindestens einen im Wesentlichen starren Innenmantel und eine zwischen dem Mantel und dem Innenmantel angeordnete Dämpfungsstruktur aufweist, wobei der Innenmantel in der Radialrichtung der Walze in einem Abstand von der Innenfläche des Mantels angeordnet und im Wesentlichen konzentrisch mit dem Mantel ist.

Die DE 9301417 U1 zeigt eine Walze für Maschinen zur Herstellung oder Behandlung von Materialbahnen mit einem rotierenden Walzenmantel.

Die JP 11030228 A behandelt eine Walze mit einer Zwischenschicht aus einem hochpolymeren viscoelastischen Werkstoff.

Die US 5 324 248 A beschreibt eine Walze umfassend eine äußere Schicht und eine innere Schicht.

Die heutigen mechanischen Schwingungen von Walzen, die bei einer Frequenz von unter 200 Hz auftreten, sind zu einem immer größeren Problem in Papier- oder Kartonmaschinen geworden. Dies ist insbesondere auf Grund der ununterbrochenen Geschwindigkeitssteigerungen von Papiermaschinen der Fall. Insbesondere die durch die Schwingungen in der Tangentialrichtung des Walzenumfanges, das heißt die sogenannten Umfangsschwingungen, verursachten Probleme haben sich mit steigenden Maschinengeschwindigkeiten erhöht. Somit sind Umfangsschwingungen heute ein so ernstes Problem in Bezug auf die Lauffähigkeit einer Papier- oder Kartonmaschine wie die andere Art mechanischer Schwingungen von Walzen, das heißt Längs-, balkenähnliche Schwingungen von Walzen.

Schwingungen behindern in bedeutendem Umfang die Produktion von Papier und Karton, da sie somit die Erhöhung von Maschinengeschwindigkeiten begrenzen. Schwingungsprobleme wachsen exponentiell mit steigender Geschwindigkeit. Schwingungen sind ein ernsteres Problem als zuvor insbesondere in den Walzenspalten geworden. Zu diesem Zeitpunkt sind es schwingende Walzen, die einen Engpass in vielen Papier- oder Kartonmaschinen darstellen. Es ist einfach notwendig, Papier- oder Kartonmaschinen so langsam zu betreiben, dass Schwingungen nicht auf schädliche Niveaus anwachsen können.

Heute wird der Mantel einer Walze von Papier- und Kartonmaschinen durch Gießen oder Biegen aus einem Stahlblech hergestellt. Der Mantel wird durch Bearbeitung gerundet und wenn erforderlich, wird er mit eingearbeiteten Nuten versehen und beschichtet. Den Walzen fehlt jedoch eine spezielle Dämpfung gegen Schwingungen, wobei die Dämpfung stattdessen einfach auf den inhärenten Merkmalen von Stahl oder Gussstücken basiert.

Die Zusammensetzung auf der Walzenoberfläche ist nicht an der Dämpfung von Schwingungen beteiligt, sondern die Dämpfung von Schwingungen erfolgt an anderer Stelle. Wenn die Dämpfung von Schwingungen insbesondere in dem Walzenspalt gewünscht wird, weist der Oberflächenwerkstoff der Walze eigentlich keine Bedeutung auf. In der Tat neigen insbesondere gummiartige und ähnliche elastische Werkstoffe dazu, Schwingungen auf der Außenfläche der Walze zu erzeugen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Vorrichtung zum Dämpfen, die zum Erzeugen einer wirksamen Dämpfung insbesondere für die zwei oben erwähnten Walzenschwingungsarten verwendet werden kann, das heißt balkenähnliche Schwingung einer Walze und Umfangsschwingung einer Walze.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Walze als Hohlwalze ausgebildet ist, wobei die Außenfläche der Dämpfungsstruktur im Verhältnis zu der Innenfläche des Mantels unbeweglich und die Innenfläche der Dämpfungsstruktur im Verhältnis zu der Außenfläche des 3 AT 504 053 B1

Innenmantels unbeweglich angeordnet ist, wobei die Dämpfungsstruktur derart ausgebildet ist, dass umfangsmäßige und/oder balkenähnliche Schwingungen in der Tangentialrichtung des Umfanges der Walze und/oder in Richtung der Längsachse der Walze durch die Bewegungsdifferenzen zwischen dem Mantel und dem Innenmantel erzeugte Kräfte in der Dämpfungsstruktur in Scherkräfte umgewandelt und im Wesentlichen in der Dämpfungsstruktur beseitigt werden, und wobei die Dämpfungsstruktur aus einer Zwischenstruktur besteht, die mit der Innenfläche des Mantels und/oder der Außenfläche des Innenmantels mittels Dämpfungskomponenten verbunden ist, die aus schwingungsdämpfendem Werkstoff bestehen.

Zu bevorzugende Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.

Die Vorrichtung zum Dämpfen gemäß der Erfindung umfasst somit zwei im Wesentlichen starre Mäntel und eine zwischen denselben angeordnete schwingungsdämpfende Struktur. Als Ergebnis werden auf Grund der durch das Biegen der zwei starren Mäntel erzeugte Bewegungsdifferenzen in Scherkräfte umgewandelt, die dann in der Dämpfungsstruktur beseitigt werden. Die Dämpfungsstruktur kann aus einem schwingungsdämpfenden Werkstoff zusammengesetzt sein, dessen Steifigkeitsmerkmale im Wesentlichen niedriger als diejenigen des Walzenmantels und des Innenmantels sind. Wenn sich schnell wiederherstellende Beanspruchungen zu dieser Art von flexiblem Werkstoff geführt werden, die eine hohe innere Reibung aufweisen, werden Beanspruchungen wirksam beseitigt. Andererseits ist es möglich, eine Zwischenstruktur zu verwenden, die einen möglichst großen Anteil von Beanspruchungen in Scherkräfte umwandelt.

Gemäß der Vorrichtung zum Dämpfen ist es möglich, vorzugsweise zuerst ein Dämpfungselement auszubilden, welches einen im Wesentlichen starren Innenmantel und eine auf der Außenfläche des Innenmantels anzuordnende schwingungsdämpfende Schicht umfasst, und weiterhin dieses Dämpfungselement als Ganzes innerhalb der zu dämpfenden Walze zu installieren. Ein wichtiger Aspekt bei der Lösung gemäß der Erfindung besteht sowohl in einer maximal möglichen Steifigkeit des Walzenmantels als auch des Innenmantels, und auch in einem Steifigkeitsunterschied zwischen dem Walzenmantel und dem Innenmantel, so dass die Steifigkeit des Mantels höher als die Steifigkeit des Innenmantels ist. Dadurch wird ein Maximum an Scherkräften zwischen den Mänteln im Verhältnis zu den Bewegungen der Mäntel bereitgestellt. Daher ist die Erfindung auch dadurch gekennzeichnet, dass die Innenfläche des Dämpfungselementes, das heißt in diesem Fall der Innenmantel, ebenfalls starr und ununterbrochen ist. Der Innenmantel sollte daher steif sein, so dass die Verformungen insbesondere in dem schwingungsdämpfenden Werkstoff stattfinden. Die Aufgabe des Dämpfungswerkstoffes, nicht der Mäntel, besteht in der Abmilderung und Beseitigung der Scherbeanspruchungen.

Ein weiterer bedeutender Aspekt der Erfindung ist eine maximale Dicke der Dämpfungsschicht. Das heißt, dass auf eine maximal mögliche Distanz in der Radialrichtung der Walze zwischen dem Mantel und dem Innenmantel abgezielt wird. Es wurde nämlich entdeckt, dass die Dicke der Dämpfungsschicht direkt mit der Fähigkeit des Dämpfungselementes zur Dämpfung von Schwingungen korreliert. Dies ist auf Grund der Tatsache der Fall, dass unter Anderem je größer der gegenseitige Abstand zwischen den Mänteln in Radialrichtung der Walze ist, die Bewegungsunterschiede zwischen diesen während der Walzenschwingung größer sind. Wenn die Bewegungsunterschiede groß sind, erhöhen sich auch mechanische Beanspruchungen zwischen den durch die Dämpfungsschicht verbundenen Mänteln. Die Beanspruchungen wiederum erzeugen Scherbeanspruchungen in der Dämpfungsschicht. In der Dämpfungsschicht werden diese sich schnell wiederherstellenden Schwingungsbewegungen der Walze gedämpft.

Wesentlich ist auch, dass die Dämpfungsmerkmale in der Dämpfungsschicht so ausgerichtet sind, dass eine maximale Dämpfung in Längsrichtung der Walze sowie in Tangentialrichtung des Walzenumfanges erreicht wird. Genauer ausgedrückt ist die Steifigkeit des Dämpfungswerkstoffes sowohl in Längsrichtung der Walze als auch in Tangentialrichtung des Walzenumfanges am höchsten. 4 AT 504 053 B1

In der Praxis hat sich Gummi als der bestmögliche Dämpfungswerkstoff in der Dämpfungsschicht erwiesen.

Es können jedoch auch andere Werkstoffe bei der Lösung gemäß der Erfindung angewandt werden. So zum Beispiel Polyurethan, welches leicht ist und eine hohe innere Reibung aufweist und welches gut als Werkstoff für die Dämpfungsschicht anwendbar ist. Es können auch verschiedene Elastomere verwendet werden.

Es werden noch weitere Vorteile mit der Lösung gemäß der Erfindung erreicht. Erstens ist sie auf vorhandene und neue Walzen anwendbar. Das heißt, dass das Dämpfungselement vorzugsweise vollständig ausgebildet werden kann, sogar bevor es in die zu dämpfende Walze gebracht wird. Die Dämpfungsschicht wird zuerst an der Außenfläche des Innenmantels befestigt, wobei die Außenfläche der Dämpfungsschicht einer Behandlung zum Befestigen an der Innenfläche des Außenmantels unterzogen wird, und schließlich das so ausgebildete Dämpfungselement in das Innere der Walze hineingeführt wird, wo die Befestigung der Außenfläche der Dämpfungsschicht an der Innenfläche des Mantels erfolgt.

Auf diese Weise können die Dämpfungselemente, wenn sie vollständig sind, direkt an die Innenfläche des Mantels angepasst werden. Die Dämpfungsanordnung gemäß der Erfindung kann leicht an Walzen unterschiedlicher Größen angepasst werden. Diese Art von Modulstruktur weist insbesondere im Falle alter Walzen Vorteile auf. Andererseits kann die Anordnung in allen Walzenspaltwalzen und Prozesswalzen angepasst werden.

Auf Grund der Konstruktion ist es auch möglich, zusätzliche Querfugen zu vermeiden und somit die Verschleißfestigkeit und Festigkeit der Konstruktion zu verbessern. Außerdem ist es möglich, innerhalb einer einzelnen Walze mehrere aneinandergrenzende Dämpfungselemente anzupassen, wovon sich jede über einen Teil einer Distanz nur in Längsrichtung der Walze erstreckt.

Die Erfindung ist unten unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, die einige der Ausführungsformen der Erfindung veranschaulichen, wobei

Fig. 1 in einer Querschnittsansicht der mit einer Dämpfungsanordnung gemäß der Erfindung ausgestatteten Walze ist,

Fig. 2 eine Schnittansicht der Walze von Fig. 1 entlang der Schnittlinie A-A ist,

Fig. 3 eine Querschnittsansicht einer anderen Ausführungsform der mit einer Dämpfungs anordnung gemäß der Erfindung ausgestatteten Walze ist,

Fig. 4a eine Schnittansicht der Walze von Fig. 3 entlang der Schnittlinie B-B ist,

Fig. 4b eine Teilvergrößerung von Fig. 4a ist,

Fig. 5a eine Abänderung der Dämpfungsstruktur von Fig. 4a darstellt,

Fig. 5b eine Teilquerschnittsansicht der Struktur von Fig. 5a ist,

Fig. 6 das Herstellungsverfahren des Innenmantels der Walze gemäß der Erfindung veranschaulicht.

Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht der Walze 1, bei der die Schwingungsdämpfung unter Verwendung der durch den Innenmantel 3 und die Dämpfungsschicht 4’ ausgebildeten Dämpfungsstruktur 4 angeordnet ist. Die Dämpfungsstruktur kann ein Dämpfungselement 13 sein, welches an die Abmessungen der zu dämpfenden Walze 1 angepasst ist, welches als Ganzes in das Innere der Walze 1 eingeführt werden kann. Die Außenfläche der Dämpfungsschicht 4' wird gegen die Innenwand 10 des Mantels 2 unter Aufbringung von genügender Kraft gedrückt, zum Beispiel mittels der in Fig. 1 angegebenen Spannschrauben 6 zum Befestigen. Dies ist in der Querschnittsansicht der in Fig. 2 dargestellten Walze 1 besser veranschaulicht. Die Oberflächen der Dämpfungsschicht 4' und des Innenmantels 3 werden unbeweglich aneinander befestigt. Die Oberflächen können zum Beispiel durch Kleben oder Vulkanisieren befestigt werden. Nach dem Dehnen des Innenmantels 3 wird dieser in seiner Form zum Beispiel mittels 5 AT 504 053 B1 einer Längsschweißnaht 7 arretiert.

Sowohl der Mantel 2 als auch der Innenmantel 3 sollte so wenig nachgiebig wie möglich sein. Während der Schwingung der Walze 1 neigen der Mantel 2 und der Innenmantel 3 dazu, sich entsprechend den Schwingungen zu biegen, wobei dies jedoch auf Grund ihrer unterschiedlichen Strukturen auf andere Art erfolgt. Als Ergebnis werden die Scherkräfte, die durch die Beanspruchungen erzeugt werden, die durch die Bewegungsunterschiede verursacht werden, zu der Dämpfungsstruktur 4 geleitet, wo sie beseitigt werden, und die Schwingungen so gedämpft werden. Die Dämpfung der Schwingungen der Walze 1 ist am besten, wenn der Abstand zwischen dem Mantel 2 und dem Innenmantel 3 in Radialrichtung der Walze, und somit ihre gegenseitigen Bewegungsunterschiede so groß wie möglich sind.

In Bezug auf die Dämpfung besteht das Wesentliche in der Dicke der Dämpfungsschicht, wobei die Maximierung derselben ein Ziel ist. Dies erfolgt zum Erreichen eines großen Bewegungsunterschiedes zwischen dem Mantel 2 und dem Innenmantel 3. Das Verhältnis der Dicke der Dämpfungsschicht 4' im Verhältnis zu der Dicke des Mantels 2 beträgt vorzugsweise 6 - 60%, noch vorteilhafter 30 - 50%. Bei der Ausführungsform von Fig. 1 beträgt die optimierte Dicke der Dämpfungsschicht 4' 50 mm.

Ein weiterer wichtiger Aspekt bei der Dämpfungsanordnung besteht in einer hohen Steifigkeit des Mantels und des Innenmantels sowie in einem Steifigkeitsunterschied zwischen dem Mantel und dem Innenmantel. Dadurch werden maximale Scherkräfte zwischen den Mänteln bereitgestellt, wenn die Walze zum Schwingen neigt. Das Dickenverhältnis des Innenmantels 3 und des Mantels 2 ist von Klasse 1 - 10%, vorzugsweise 3 - 6%. Bei einer Ausführungsform der Erfindung gemäß Fig. 1 ist die Dicke des Mantels 2 bei 120 mm angeordnet, und die Dicke des Innenmantels beträgt 3 bis 5 mm.

Bei der Lösung gemäß der Erfindung besteht das Ziel in der bevorzugten Optimierung der Dämpfungsmerkmale der Dämpfungsschicht 4’ in Bezug sowohl auf die Umfangsschwingungen als auch auf die balkenähnlichen Schwingungen. Dies wird auch bei der Ausbildung von möglichen Löchern oder Öffnungen in der Dämpfungsschicht in Betracht gezogen. In diesem Fall wird für die Dämpfungsschicht auf eine netzähnliche Struktur abgezielt. Die Löcher sind in Bezug auf ihre Form und Größe so angeordnet, dass die Steifigkeit der Dämpfungsschicht genau in Längsrichtung der Walze und in Tangentialrichtung des Walzenumfanges die höchste ist. Damit ist es möglich, die Fähigkeit der Dämpfungsschicht zum Dämpfen von Schwingungen in diesen Richtungen zu maximieren.

In Fig. 1 ist die Gummimatte, welche die Dämpfungsschicht 4' ausbildet, mit Löchern 5 versehen, die sich durch die gesamte Dämpfungsschicht 4' bei dieser Ausführungsform erstrecken. Der eigentliche Zweck der Löcher 5 besteht in der Verringerung der Masse der Dämpfungsschicht. Es ist bemerkenswert, dass die Masse des Dämpfungswerkstoffes keine Bedeutung in Bezug auf den Dämpfungswirkungsgrad selbst hat.

Wenn nur ein ununterbrochenes Dämpfungselement in der Walze positioniert ist, sollte es sich im Wesentlichen über die gesamte Länge der Walze wie in Fig. 1 dargestellt erstrecken. Dadurch wird eine wirksame Dämpfung von Schwingungen bereitgestellt. Zusätzlich sollte bemerkt werden, dass der Innenmantel 3 an den Enden offen und von den Kopfbauteilen der Walze 1 gelöst ist. Es ist jedoch auch möglich, zwei oder mehr getrennte Dämpfungselemente innerhalb einer Walze zu verwenden, die sich nur über einen Teil der Distanz über die Längsrichtung der Walze erstrecken. In diesem Fall ist die Dämpfung insbesondere auf die Umfangsschwingung ausgerichtet. Wenn mehrere Elemente verwendet werden, die sich nur über einen Teil der Distanz in Längsrichtung der Walze erstrecken und die im Wesentlichen voneinander losgelöst sind, dämpft jedes Element die Schwingung innerhalb seines spezifischen Frequenzbereiches. Somit kann jedes Element, wenn gewünscht, so angeordnet werden, dass es innerhalb genau eines spezifischen Frequenzbereiches dämpft. Die Dämpfung wird in diesem Fall natürlich auch 6 AT 504 053 B1 auf die balkenähnlichen Schwingungen der Walze gerichtet sein, wobei die Dämpfung jedoch nicht so wirksam ist. Wenn gewünscht wird, eine wirksame Dämpfung der strahlenähnlichen Schwingungen zu erreichen, wenn mehrere Dämpfungselemente innerhalb der Walze verwendet werden, müssen die Elemente ununterbrochen aneinander befestigt angeordnet sein.

Insbesondere dann, wenn der für die Dämpfungsschicht verwendete Werkstoff gemäß einer Ausführungsform der Erfindung Polyurethan ist, kann das Dämpfungselement selbst am Montageort leicht zu dem Mantel gegossen werden. Es sollte auch bemerkt werden, dass bei der Anordnung gemäß der Erfindung die Installation der Dämpfungsschicht und des Innenmantels innerhalb der Walze natürlich selbst in vollkommen unterschiedlichen Stufen ausgeführt werden können.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es auch möglich, eine Anordnung so vorzunehmen, dass anstatt eines Ausgleichkreises, der allgemein zum Ausgleichen von Walzen verwendet wird, der Ausgleich durch Anordnung des Ausgleichselementes an den Seiten des Dämpfungselementes/der Dämpfungselemente ausgeführt wird.

Andererseits wird der Ausgleich bei sogenannten Schlauchwalzen mittels einer Polyurethanzusammensetzung ausgeführt. Eine Polyurethanzusammensetzung wird auf die Innenfläche des Walzenmantels unter Verwendung eines Netzgitters auf einmal über ein Viertel der Walze gegossen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung könnten die Ausgleichsnetze und die Polyurethanzusammensetzung zum Beispiel durch zwei Dämpfungselemente ersetzt werden, und separate Ausgleichselemente in Verbindung mit den Dämpfungselementen angeordnet werden.

In Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht der Walze 1 dargestellt, die zwei Dämpfungselemente 13 gemäß der Erfindung aufweist. Beide Dämpfungselemente 1 weisen den oben erwähnten Innenmantel 3 und die Dämpfungsstruktur 4 auf. Hier besteht die Dämpfungsstruktur 4 jedoch aus einer Zwischenstruktur 8, die mit der Innenfläche 10 des Mantels 10 und/oder mit der Außenfläche 11 des Innenmantels 3 mittels aus schwingungsdämpfendem Werkstoff hergestellten Dämpfungskomponenten 9 verbunden ist. Die Zwischenstruktur wird zur Umwandlung von Beanspruchungen in Scherkräfte verwendet, die in den Dämpfungskomponenten wirksam gedämpft werden. In dem linken Dämpfungselement 13 werden ringähnliche Dämpfungskomponenten 9 und eine Zwischenstruktur 8 verwendet. Funktionen ähnliche Teile werden unter Verwendung identischer Bezugzeichen bezeichnet. Ringähnliche Komponenten sind leicht herstellbar und installierbar. Zusätzlich bieten sie eine gute Versteifungswirkung auf der Walze, wobei die Dämpfung jedoch in erster Linie auf Grund der verringerten Menge an Dämpfungswerkstoff und Scherkräften verringert wird. Der Dämpfungswerkstoff kann unter Verwendung einer in Längsrichtung verlaufenden Zwischenstruktur 8 hinzugefügt werden, die rechts in Fig. 3 dargestellt ist. Hierbei sind die Dämpfungselemente 13 an einem Punkt angeordnet, der sich im Wesentlichen in einem Abstand von einem Viertel der Länge des Mantels 2 von den Enden des Mantels 2 entfernt befindet. Diese Positionierung bietet eine hervorragende Dämpfung gegen strahlenähnliche Schwingungen mit relativ kleinen Dämpfungselementen. Gemäß der Erfindung beträgt die Länge des Innenmantels 3 in diesem Fall 500-2000, noch vorteilhafter 1000-1500 mm. Ein ähnliches Dämpfungselement kann auch in sich nicht drehenden Strukturen wie zum Beispiel Schaberbalken verwendet werden.

Fig. 4a ist eine Schnittansicht von Fig. 3. Gemäß der Erfindung besteht die Zwischenstruktur 8 aus einer oder mehreren Profilkomponenten 12. Zusätzlich weist die Profilkomponente 12 mindestens einen von der Radialrichtung der Walze 1 abweichenden Teil auf. Diese Konstruktion verändert mehr als 90% der durch die Bewegungsunterschiede verursachten Beanspruchungen in Scherkräfte. Daher agiert der Dämpfungswerkstoff optimal, da er gute Dämpfung bietet. Gleichzeitig können dünne Dämpfungskomponenten verwendet werden, wodurch die Gesamtmasse der Dämpfungsanordnung verringert wird. Gemäß der Erfindung beträgt die Dicke der Dämpfungskomponente 5 - 30%, noch vorteilhafter 10 - 20% des Abstandes zwischen dem 7 AT 504 053 B1

Mantel und dem Innenmantel. In Fig. 4b ist eine Teilvergrößerung von Fig. 4a dargestellt. Hier werden Dämpfungskomponenten mit zwei unterschiedlichen Dicken verwendet. Die äußersten Dämpfungskomponenten sind in erster Linie zur Befestigung der Profilkomponente 12 an der Innenfläche 10 des Mantels 2 vorgesehen. Stattdessen sind die innersten Dämpfungskomponenten dick, um eine genügende Dämpfung bereitzustellen. Zusätzlich weist die Profilkomponente einen geneigten Abschnitt auf, weshalb die durch die gegenseitigen Bewegungen der Mäntel verursachten Beanspruchungen in Scherkräfte der Dämpfungskomponenten umgewandelt werden. Bei dieser Ausführungsform bildet der geneigte Abschnitt einen Winkel von 45° im Verhältnis zu dem Walzenradius aus. Zusätzlich betragen die Dicken des Mantels und des Innenmantels jeweils 90 mm und 5 mm. Die innersten Dämpfungskomponenten sind 10 mm dick. Die Dämpfungskomponenten sind vorzugsweise verlängerte Sektoren, die an der Profilkomponente befestigt sind. Andererseits können die Dämpfungskomponenten zum Beispiel viereckige Teile sein, die in passenden Abständen in Längsrichtung der Profilkomponente gesetzt sind. Es können auch Dämpfungskomponenten anderer Form verwendet werden.

Der Innenmantel kann somit aus Blechmaterial ausgebildet sein. Zusätzlich wird gemäß der Erfindung nur eine Profilkomponente verwendet, die ebenfalls aus einem Blechmaterial besteht. In diesem Fall kann zum Beispiel Laserschneiden oder Schweißen verwendet werden, wodurch dann die größenmäßige und profilmäßige Genauigkeit sowohl des Innenmantels als auch der Profilkomponente erreicht wird. Bei der vorgeschlagenen Ausführungsform beträgt die Dicke der Profilkomponente 2 mm. Die Blech- und Werkstoffdicke sind auf der Grundlage der Anforderung und der Anwendung dimensioniert. Bei der vorgeschlagenen Ausführungsform sind Längszellen in der Walze ausgebildet, in die ein Medium zum Anpassen der Walzentemperatur geleitet werden kann. Andererseits kann das Medium für seinen Teil als ein Dämpfungswerkstoff agieren.

Bei der Dämpfungsstruktur gemäß Fig. 5a und 5b sind im Vergleich zu den in Fig. 4a und 4b veranschaulichten Lösungen zusätzlich Versteifungsringe 16 und Spannschrauben 15 vorhanden, wovon jede in der Rippe 16' installiert ist, die in den Versteifungsringen 16 enthalten ist. Auch hier bindet eine Zwischenstruktur 8 den Innenmantel 3 an den Mantel 2. Die Dämpfungskomponenten 9 werden an die Innen- und Außenflächen des in der Zwischenstruktur enthaltenen Wellblechs genietet, geklebt oder geschraubt. Die Dämpfungskomponente ist aus einem Elastomer oder zum Beispiel Gummi hergestellt, wobei ihre Schichtdicke annähernd 10 mm beträgt. Das mit Dämpfungskomponenten ausgerüstete Wellblech wird zum Beispiel mittels der oben erwähnten Versteifungsringe gegen den Außenmantel gestreckt. Danach wird das Wellblech der Zwischenstruktur 8 in seiner Längsrichtung zusammengeschweißt.

Danach wird ein Rohling des Innenmantels 3 in die Zwischenstruktur 8 hineingebracht, und der Rohling wird am Ort unter Verwendung der Versteifungsringe 16 und der an den Rippen 16' der Versteifungsringe 16 vorhandenen Spannschrauben 15 gestreckt. Der Innenmantel 3 wird ebenfalls geschweißt, so dass eine ununterbrochene Form erzeugt wird. Die Spannschrauben 15 werden zum Spannen und Zentrieren der Dämpfungsstruktur in ihrer Position verwendet, und die gesamte Konstruktion wird mittels der Vorspannungskraft der Spannschrauben in ihrer Position gehalten. Wenn gewünscht, kann auch Klebstoff verwendet werden. Durch diese Konstruktion wird es ermöglicht, zum Beispiel Wasser innerhalb der Walze umlaufen zu lassen. Der Abstand zwischen den Versteifungsringen beträgt annähernd 35% (±10%) des Innendurchmessers des Mantels.

Die oben beschriebene Konstruktion bietet eine viel bessere Dämpfung als eine einfache Dämpfungsschicht (Fig. 1) sowohl von den Berechnungen her, als auch auf der Grundlage von Praxistests. Im Allgemeinen erfordert eine gute Dämpfung sowohl einen erfolgreichen Mechanismus als auch ein gutes Dämpfungsmedium. In diesem Beispielfall kann der Mechanismus so viel wie 96% der Walzenschwingungen zu Scherkräften eines Elastomers übertragen. Gummi weist zum Beispiel eine gute Dämpfungsfähigkeit auf.

Claims (14)

1. 8 AT 504 053 B1 Das Herstellungsverfahren des Innenmantels 3 wird aus Fig. 6 ersichtlich, in der die Enden des zu einem Zylinder gebogenen Rohlings mit einer Zinkenfuge ausgestattet sind. Der Rohling des Innenmantels 3 weist einen Schnitt 18 oder einen Vorsprung 19 an den Enden des Umfanges auf, die sich über die Nahtlänge abwechseln. Dadurch wird anders als bei einer Fuge mit geradem Anschlag eine moderate Toleranz für die Maßhaltigkeit des Rohlings bereitgestellt, wenn sich die Enden im Verhältnis zueinander bewegen können. Sobald der Rohling des Innenmantels 3 in seine Position gedehnt ist, können die Vorsprünge 19 zu den Schnitten 18 an dem entgegengesetzten Ende geschweißt werden, wodurch somit eine die Enden verbindende Naht bereitgestellt wird. Die Dämpfungsanordnung gemäß der Erfindung ist leicht implementierbar, und kann in Verbindung mit verschiedenen Walzen verwendet werden. Zusätzlich ist es möglich, ein spezielles Dämpfungselement zu produzieren, welches sogar in vorhandenen Walzen nachrüstbar ist. Weiterhin ist es möglich, die Blechtechnik anzuwenden, welche die Herstellung der Dämpfungsanordnung gemäß der Erfindung vereinfacht. Wesentlich ist jedoch eine Ausbildung von Bewegungsunterschieden zwischen den Strukturen, und die Umwandlung der durch dieselben verursachten Spannungen in Scherkräfte, die in dem Dämpfungswerkstoff beseitigt werden. Die Walze gemäß der Erfindung kann unter Anderem als eine Walzenspaltwalze wie zum Beispiel eine Streichwalze, Kalanderwalze und eine Tragwalze eines Abschneiders verwendet werden. Walzenspaltfreie Anwendungen umfassen zum Beispiel Breitstreckwalzen und Extraktionswalzen eines Kalanders. Patentansprüche: 1. Vorrichtung zum Dämpfen mechanischer Umfangsschwingungen und balkenähnlicher Schwingungen einer Walze in einer Papier- oder Kartonmaschine, wobei die Walze (1) einen im Wesentlichen starren Mantel (2), mindestens einen im Wesentlichen starren Innenmantel (3) und eine zwischen dem Mantel (1) und dem Innenmantel (3) angeordnete Dämpfungsstruktur (4) aufweist, wobei der Innenmantel (3) in der Radialrichtung der Walze (1) in einem Abstand von der Innenfläche (10) des Mantels (2) angeordnet und im Wesentlichen konzentrisch mit dem Mantel (2) ist, dadurch gekennzeichnet dass die Walze (1) als Hohlwalze ausgebildet ist, wobei die Außenfläche der Dämpfungsstruktur (4) im Verhältnis zu der Innenfläche (10) des Mantels (2) unbeweglich und die Innenfläche der Dämpfungsstruktur (4) im Verhältnis zu der Außenfläche (11) des Innenmantels (3) unbeweglich angeordnet ist, wobei die Dämpfungsstruktur (4) derart ausgebildet ist, dass umfangsmäßige und/oder balkenähnliche Schwingungen in der Tangentialrichtung des Umfanges der Walze (1) und /oder in Richtung der Längsachse der Walze (1) durch die Bewegungsdifferenzen zwischen dem Mantel (2) und dem Innenmantel (3) erzeugten Kräfte in der Dämpfungsstruktur (4) in Scherkräfte umgewandelt und im Wesentlichen in der Dämpfungsstruktur (4) beseitigt werden, und wobei die Dämpfungsstruktur (4) aus einer Zwischenstruktur (8) besteht, die mit der Innenfläche (10) des Mantels (2) und/oder der Außenfläche (11) des Innenmantels (3) mittels Dämpfungskomponenten (9) verbunden ist, die aus schwingungsdämpfendem Werkstoff bestehen.
2. 2. Vorrichtung zum Dämpfen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungskomponenten (9) ringförmig ausgebildet sind.
3. 3. Vorrichtung zum Dämpfen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der schwingungsdämpfende Werkstoff Gummi, Polyurethan oder Ähnliches ist.
4. 4. Vorrichtung zum Dämpfen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungsstruktur (4) als Dämpfungsschicht (4') 9 AT 504 053 B1 Öffnungen oder Durchgangslöcher (5) zur Verringerung der Masse der Dämpfungsschicht aufweist.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungsschicht (4') eine netzartige Struktur aufweist.
6. 6. Vorrichtung zum Dämpfen nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Dicke der Dämpfungsstruktur (4) Verhältnis zu der Dicke des Mantels (2) 6 - 60%, noch vorteilhafter 30 - 50% beträgt.
7. 7. Vorrichtung zum Dämpfen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungsschicht (4') und die Dämpfungskomponente (9) an der Innenfläche (10) des Mantels (2) und an der Außenfläche (11) des Innenmantels (3) durch Kleben, Vulkanisieren oder ein ähnliches Verfahren befestigt werden.
8. 8. Vorrichtung zum Dämpfen nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke des Innenmantels (3) 1 -10%, noch vorteilhafter 3 - 6% der Dicke des Mantels (2) beträgt.
9. 9. Vorrichtung zum Dämpfen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenstruktur (3) aus einer oder mehreren Profilkomponenten (12) zusammengesetzt ist, die mindestens eine Komponente umfassen, die von der Radialrichtung der Walze (1) abweicht.
10. 10. Vorrichtung zum Dämpfen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Dämpfungskomponente (9) 5 - 30%, noch vorteilhafter 10 - 20% des Abstandes zwischen dem Mantel (2) und dem Innenmantel (3) beträgt. 11. Dämpfungsanordnung nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungsstruktur im Wesentlichen über die gesamte Länge des Mantels (2) ausgebildet ist.
11. 12. Vorrichtung zum Dämpfen nach einem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungsstruktur an zwei oder mehr Punkten ausgebildet ist, die in einem Abstand voneinander in Längsrichtung der Walze (1) gesetzt sind.
12. 13. Vorrichtung zum Dämpfen nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass sich dieser Punkt im Wesentlichen in einem Abstand von einem Viertel der Länge des Mantels (2) von den Enden des Mantels (2) befindet.
13. 14. Vorrichtung zum Dämpfen nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des Innenmantels (3) an diesem Punkt 500 - 2000, noch vorteilhafter 1000 - 1500 mm beträgt.
14. 15. Vorrichtung zum Dämpfen nach einem der Ansprüche 1 -14, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungsstruktur des Innenmantels (3) und der Dämpfungsstruktur (4) in Form eines nachrüstbaren Dämpfungselementes (13) ausgebildet sind, welches so angepasst ist, dass es an der Innenfläche (10) des Mantels (2) befestigt wird. Hiezu 6 Blatt Zeichnungen