DE102004062890A1

DE102004062890A1 - Paper web roll has an integral frequency change assembly that changes the winding speed

Info

Publication number: DE102004062890A1
Application number: DE102004062890A
Authority: DE
Inventors: Uwe Dr. Gnauert; Hubertus Siebald; Roger Wimmel
Original assignee: ERAS GmbH; Voith Paper Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH; ERAS GmbH
Priority date: 2004-01-06
Filing date: 2004-12-27
Publication date: 2005-10-13

Abstract

A winding assembly (1) for a paper web roll (5) has an integral frequency change assembly (100) that changes the winding speed between two or more speeds. The winding speed is constantly varied and is altered by a change in the relative position (12, 13) between two rollers (2, 3). The winding roller (5) rests on bearings and the system frequency is altered by changing the position of the roller bearing. The bearing stiffness is variable.

Description

Die Erfindung betrifft eine Rollenwickeleinrichtung mit mindestens einer Walze, an der beim Wickeln eine Wickelrolle anliegt.The The invention relates to a reel winding device with at least one Roller on which a winding roll rests when winding.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Rollenwickeleinrichtung beschrieben, die eine Papierbahn zu einer Wickelrolle aufwickelt. Sie ist jedoch nicht auf diesen Anwendungszweck beschränkt.The The invention will be described below with reference to a roller winding device described, which winds a paper web to a winding roll. However, it is not limited to this application.

Eine Papierbahn wird in relativ großer Breite von derzeit bis zu 12 m und quasi endlos hergestellt. Um für einen späteren Verbraucher verwendbar zu sein, muß die Papierbahn in schmalere Bahnen unterteilt werden. Diese schmaleren Bahnen müssen dann zu Wickelrollen aufgewickelt werden. Hierzu wird eine Rollenwickeleinrichtung verwendet.A Paper web is in relatively large Width of currently up to 12 m and made almost endless. Around for one later To be usable by consumers, the paper web has to become narrower Tracks are divided. These narrower tracks then have to to be wound into bobbins. For this purpose, a roll winding device uses.

Bei einigen Rollenwickeleinrichtungen, die auch als "Rollenschneider" bezeichnet werden, treten im Betrieb Probleme aufgrund starker Vibrationen auf, deren Folge schlechte Aufwicklungen, starke Beanspruchung der Maschine und der Fundamente, Verminderung der Produktionsgeschwindigkeit oder Rollenschaukeln bis hin zum Rollenauswurf sind. Bei Rollenwickeleinrichtungen suchte man nach Unwuchten in Walzen oder Wickelrollen, nach Schwingungen im Antriebs- und Regelsystem, etc. Änderungen, die in der Regel mit viel Aufwand verbunden sind, haben die Schwierigkeiten nicht vollständig beheben können.at Some reel winders, also referred to as "reel cutters", are in operation Problems due to strong vibrations, resulting bad Windings, heavy use of the machine and the foundations, reduction the production speed or roller swings to the Roller ejection are. With reel winders one looked for Imbalances in rolls or wound rolls, after vibrations in the drive and control system, etc. changes, which are usually associated with a lot of effort, have the difficulties not completely can fix.

Auftretende Vibrationen mit einhergehender Unrundheitsbildung der Wickelrolle können mit der Verarbeitung bestimmter Papiersorten verbunden sein. Beispielsweise stellen das Reibverhalten oder die Papierdicke relevante Größen dar.occurring Vibrations with concomitant out-of-roundness of the winding roll can associated with the processing of certain types of paper. For example represent the friction behavior or the paper thickness relevant sizes.

Man nimmt an, daß für die Unrundheitsbildung der Wickelrolle eine Kontaktschwingung zwischen Wickelrolle und Walze oder Walzen ursächlich ist, wobei die Walze oder Walzen und die Wickelrolle oder Teile davon, z.B. der äußere Mantel einer begrenzten Anzahl von Papierlagen, gegeneinander schwingen. Hierdurch kann es zu einem ungleichförmigen Aufbau der Wickelrolle (Dichte-, Steifigkeits-, Dickenvariation, Lufteinschlüsse, sich verschiebende Papierlagen) kommen, welcher wiederum die Kontaktschwingungen verstärken kann.you assumes that for the out-of-roundness formation the winding roll a contact vibration between the winding roll and Roller or roller is the cause, the roller or rolls and the winding roll or parts thereof, e.g. the outer coat a limited number of paper layers, swing against each other. This can lead to a non-uniform structure of the winding roll (Density, stiffness, thickness variation, air pockets, themselves shifting paper layers), which in turn causes the contact vibrations strengthen can.

Am Ende des Wickelprozesses werden die Wickelrollen bis zum Stillstand abgebremst. Durchläuft die Drehfrequenz der Wickelrolle die Eigenfrequenz der Schwingung des gesamten Systems, so kann ein Rollenschaukeln auftreten. Die Wickelrolle schwingt, was bis zu einem Rollenauswurf führen kann.At the At the end of the wrapping process, the bobbins are brought to a standstill braked. Traverses the rotation frequency of the winding roll the natural frequency of the vibration of the whole system, a roll swings can occur. The Winder rolls, which can lead to a role ejection.

Beim Wickelprozeß auftretende Schwingungen werden in zwei Problembereiche klassifiziert, nämlich das Rollenbrummen und das Rollenschaukeln.At the Winding process occurring Vibrations are classified into two problem areas, namely the Roller drone and roll swings.

Das Rollenbrummen ist eine Kontaktschwingung zwischen der Wickelrolle und der Walze oder den Walzen, wobei bei Verwendung von mehreren Walzen, an denen die Wickelrolle anliegt, die Walzen gegeneinander schwingen können. Das Rollenbrummen kann auftreten, wenn sich eine Harmonische der Drehfrequenz der Wickelrolle oder der Wickelrollen (wenn mehrere Wickelrollen gleichzeitig gewickelt werden) im Bereich der Eigenfrequenz der Kontaktschwingung befindet.The Roller humming is a contact vibration between the winding roll and the roller or rollers, wherein when using multiple rollers, where the winding roll is applied, the rollers oscillate against each other can. Roller rumble can occur when there is a harmonic of the rotational frequency the winding roll or the winding rolls (if several winding rolls be wound simultaneously) in the natural frequency of the Contact vibration is located.

Durch das Rollenbrummen kann es zu einem ungleichförmigen Aufbau des Papiers in der Wickelrolle kommen, was wiederum die Kontaktschwingungen verstärken kann.By The roll hum can cause a nonuniform build up of the paper in come the winding roll, which in turn can increase the contact vibrations.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, kritische Zustände beim Wickeln zu vermeiden.Of the Invention is based on the object critical states Avoid winding.

Diese Aufgabe wird bei einer Rollenwickeleinrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß eine Systemeigenfrequenz-Änderungseinrichtung vorgesehen ist, mit der eine Systemeigenfrequenz eines aus Rollenwickeleinrichtung und Wickelrolle gebildeten Systems veränderbar ist.These Task is in a roll winding device of the aforementioned Sort of solved by that one System natural frequency changing means is provided, with a system natural frequency of a reel winding device and winding roll formed system is changeable.

Ansatzpunkt der Erfindung ist, daß die Kontaktschwingung bei einer Harmonischen der Drehfrequenz der Wickelrolle in Verbindung mit einer Systemeigenfrequenz auftritt. Zur Vermeidung der Kontaktschwingung wird deshalb eine Änderungseinrichtung vorgesehen, mit der die Systemeigenfrequenz gezielt verändert werden kann. Die Systemfrequenz wird im Betrieb in geeigneter Weise derart verändert, daß sich die Amplitude der im Ansatz auftretenden Kontaktschwingung in der zugehörigen Harmonischen reduziert, so daß sich infolge kein weiterer ungleichmäßiger Wickelaufbau mehr ausbilden kann. Tritt nun aufgrund der geänderten Systemeigenfrequenz bei einer anderen Harmonischen eine Kontaktschwingung auf, so kann die Systemeigenfrequenz erneut verschoben werden.starting point the invention is that the Contact vibration at a harmonic of the rotational frequency of the winding roll occurs in conjunction with a system natural frequency. To avoid the contact vibration is therefore a change means provided with which the system natural frequency can be changed in a targeted manner. The system frequency is In operation in a suitable manner changed so that the amplitude of the im Approach contact vibration in the associated harmonic reduced, so that as a result of no further uneven winding structure can train more. Now occurs due to the changed system natural frequency at another harmonic on a contact vibration, so can the system's own frequency are shifted again.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Systemeigenfrequenz zwischen mindestens zwei Werten umschaltbar ist. Dies ist eine besonders einfache Lösung. Zwei diskrete Werte der Systemeigenfrequenz lassen sich mit wenig Aufwand realisieren. Wenn sich eine Schwingung bei einer Systemeigenfrequenz ergibt, kann man die Rollenwickeleinrichtung auf eine andere Systemeigenfrequenz umschalten und dort so lange weiterwickeln, bis sich beispielsweise dort ein kritischer Zustand ergibt. In diesem Fall wird wieder zurückgeschaltet.In a preferred embodiment, it is provided that the system own frequency between at least two values is switchable. This is a special one simple solution. Two discrete values of the system eigenfrequency can be achieved with little effort realize. When there is a vibration at a system natural frequency results, you can roll reel on another system natural frequency switch over and continue to wind there until, for example there is a critical condition. In this case, it is switched back again.

In einer alternativen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, daß die Systemeigenfrequenz kontinuierlich veränderbar ist. In diesem Fall kann man einen kritischen Zustand fortlaufend vermeiden.In an alternative embodiment may be provided that the system own frequency continuously changeable is. In this case you can have a critical state continuously avoid.

Vorzugsweise ist die Systemeigenfrequenz über eine Veränderung der Walze oder der Walzenlagerung veränderbar. Die Walze bzw. die Walzenlagerung sind Elemente der Rollenwickeleinrichtung, die sich im Betrieb ohne äußeren Eingriff nicht verändern. Sie stehen daher in definierten Zuständen zur Verfügung, so daß dieser Zustand von außen geändert werden kann.Preferably is the system's natural frequency over a change the roller or the roller bearing changeable. The roller or the Roller bearings are elements of the reel winder which are themselves in operation without external intervention Don `t change. They are therefore available in defined states, see above that this State from the outside changed can be.

Vorzugsweise ist die Wickelrolle gelagert und die Systemeigenfrequenz ist über eine Veränderung der Wickelrollen-Lagerung veränderbar. Die Wickelrolle ist ein Bestandteil des schwingenden Systems. Während bei einem Doppeltragwalzenwickler, also einer Rollenwickeleinrichtung, bei der die Wickelrolle auf zwei Tragwalzen ruht, eine Wickelrollen-Lagerung in der Regel nicht vorhanden ist, ist sie bei einem Stützwalzen- oder Kontaktwalzenwickler gegeben. Über die Wickelrollen-Lagerung kann man nun Einfluß auf die Wickelrolle und damit auf einen Bestandteil des schwingenden Systems nehmen.Preferably the winding roll is stored and the system natural frequency is over one change the bobbin storage changeable. The winding roll is part of the oscillating system. While at a Doppeltragwalzenwickler, so a roll winding device, in which the winding roll rests on two support rollers, a bobbin storage usually is not present, it is at a Stützwalzen- or contact roller winder given. About the bobbin storage can now Influence on the winding roll and thus a component of the oscillating Take system.

Vorzugsweise ist die Steifigkeit der Walzenlagerung veränderbar. Dies ist eine relativ einfache Maßnahme, um die Systemeigenfrequenz der Rollenwickeleinrichtung mit Wickelrolle zu verändern.Preferably is the rigidity of the roller bearing changeable. This is a relative one simple measure, around the system natural frequency of the reel winder with winding roll to change.

In einfacher Weise läßt sich dies dadurch realisieren, daß die Walze wahlweise starr oder weich lagerbar ist. Durch eine einfache Veränderung der Lagerung läßt sich die Systemeigenfrequenz verändern.In easy way can be realize this by the fact that the Roller is optionally rigid or soft storable. By a simple Change in the Storage can be change the system's natural frequency.

Dies läßt sich beispielsweise dadurch realisieren, daß die Walze mit einem Lager gelagert ist, das wahlweise an ein Fundament oder eine Stuhlung koppelbar oder auf einer Tragfeder lagerbar ist. Der Begriff "Tragfeder" ist hier funktional zu verstehen. Die Feder kann also auch durch eine Gasfeder oder eine hydraulische Feder gebildet sein.This let yourself for example, realize that the roller with a bearing is stored, which can be coupled either to a foundation or a stoma or can be stored on a suspension spring. The term "suspension spring" is functional here to understand. The spring can therefore also by a gas spring or a be formed hydraulic spring.

Bevorzugterweise ist die weiche Lagerung mit einem Dämpfer kombiniert. Ein Dämpfer, beispielsweise ein Reibdämpfer, entzieht einer möglichen auftretenden Schwingung wirkungsvoll Energie.preferably, The soft storage is combined with a damper. A damper, for example a friction damper, withdraws from a possible occurring vibration effectively energy.

Vorzugsweise weist der Dämpfer eine veränderbare Dämpfung auf. Man kann dann die Systemeigenfrequenz auch über die Veränderung der Dämpfung verstellen.Preferably has the damper a changeable one damping on. You can then adjust the system's own frequency also via the change in damping.

Vorzugsweise ist der Dämpfer als Verriegelungseinrichtung ausgebildet. Dies läßt sich beispielsweise dadurch realisieren, daß der Dämpfer einen so hohen Reibwert bekommt, daß er keine Bewegung mehr zuläßt.Preferably is the damper designed as a locking device. This can be done, for example realize that the damper gets such a high coefficient of friction that it stops moving.

In einer alternativen Ausgestaltung ist der Dämpfer als hydraulischer Dämpfer ausgebildet. Bei einem hydraulischen Dämpfer wird durch das Hin- und Herfließen einer hydraulischen Flüssigkeit die Schwingungsenergie in Wärme umgesetzt. Wenn man nun dieses Hin- und Herfließen der Flüssigkeit unterbindet, dann verriegelt der Dämpfer das Lager. Man kann nun die Dämpfungseigenschaften ändern. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß man den Strömungswiderstand der Drossel verändert. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Viskosität der Hydraulikflüssigkeit zu verändern, beispielsweise bei einem elektrorheologischen Öl.In an alternative embodiment, the damper is designed as a hydraulic damper. With a hydraulic damper is by the back and forth a hydraulic fluid the vibration energy in heat implemented. Now, if you stop this flowing back and forth, then locks the damper the warehouse. You can now change the damping properties. This can be done for example by that the flow resistance the throttle changed. A different possibility is the viscosity of the hydraulic fluid to change, for example, in an electrorheological oil.

Bevorzugterweise weist die weiche Lagerung eine Lagenachführung auf. Diese kann trotz zunehmender Masse der Wickelrolle die Position der Walze festhalten, so daß ein einfacher Übergang in den steifen Zustand des Lagers möglich ist. Die Lagenachführung kann auch dafür genutzt werden, entsprechend der Masse der Wickelrolle die richtige Vorspannung der Tragfeder vorzuhalten, so daß beim Übergang von steif zu weich kein Absenken oder Anheben der Walze erfolgt.preferably, The soft storage has a location tracking. This can be done despite increasing mass of the winding roll to hold the position of the roll, so that one easy transition in the stiff state of the camp is possible. The location tracking can also for that be used, according to the mass of the winding roll the right one Pretension of the suspension spring vorzuhalten so that the transition from stiff to soft no lowering or lifting of the roller takes place.

Bevorzugterweise weist die Systemeigenfrequenz-Änderungseinrichtung einen Schwingungssensor auf. Der Schwingungssensor stellt fest, ob eine Schwingung auftritt und gegebenenfalls wie groß diese ist. Wenn eine Schwingung auftritt oder die Schwingung eine vorbestimmte Amplitude überschreitet, dann kann die Systemeigenfrequenz-Änderungseinrichtung betätigt werden, um die Systemeigenfrequenz zu verändern.preferably, has the system natural frequency change means a vibration sensor. The vibration sensor determines whether a vibration occurs and if so how big this is. When a vibration occurs or the vibration is a predetermined one Amplitude exceeds, then the system natural frequency changing means can be actuated to change the system natural frequency.

In einer Alternative oder zusätzlich kann vorgesehen sein, daß die Systemeigenfrequenz-Änderungseinrichtung eine Steuereinrichtung aufweist, in der ein Zusammenhang zwischen Rollendurchmessern und Umschaltzuständen abgelegt ist. In vielen Fällen wird man aufgrund von Erfahrungswerten wissen, bei welchen Zuständen, also bei welchem Rollendurchmesser und bei welcher Drehzahl, sich kritische Zustände einstellen. Man kann nun bei Erreichen eines entsprechenden Zeitpunkts im Wickelverlauf die Umschaltung der Systemeigenfrequenz vornehmen.In an alternative or in addition can be provided that the System natural frequency changing means a control device in which a relationship between Roll diameters and switching states is stored. In many cases will one knows on the basis of empirical values, with which states, thus at which roll diameter and at which speed, is critical conditions to adjust. You can now on reaching a corresponding time in the course of the winding make the changeover of the system natural frequency.

Bevorzugterweise weist die Walzenlagerung ein Lager auf, das von einem Hydraulikzylinder unterstützt ist, wobei der Hydraulikzylinder mit einer Druckversorgungs einrichtung in Verbindung steht, deren Druck veränderbar ist. Über den veränderbaren Druck läßt sich dann die Art und Weise verändern, mit der das Lager durch den Hydraulikzylinder unterstützt wird. Bei einem hohen Druck ist die Steifigkeit des Lagers entsprechend hoch. Bei einem niedrigen Druck ist sie entsprechend niedriger. Dies gilt vor allem dann, wenn zusätzlich ein Gasvolumen mit der Hydraulikflüssigkeit verbunden ist.Preferably, the roller bearing has a bearing which is supported by a hydraulic cylinder, wherein the hydraulic cylinder with a pressure supply device is in communication, the pressure is variable. About the variable pressure can then change the way in which the bearing is supported by the hydraulic cylinder. At high pressure, the rigidity of the bearing is correspondingly high. At a low pressure it is correspondingly lower. This especially applies if in addition a gas volume is connected to the hydraulic fluid.

Vorzugsweise weist die Druckversorgungseinrichtung ein Druckregelventil auf. Mit einem Druckregelventil läßt sich der gewünschte Druck leicht einstellen.Preferably the pressure supply device has a pressure regulating valve. With a pressure control valve can be the desired one Adjust pressure slightly.

Vorzugsweise ist zwischen der Druckversorgungseinrichtung und dem Hydraulikzylinder ein Sperrventil angeordnet. Wenn der Hydraulikzylinder in eine bestimmte Stellung gefahren worden ist und das Sperrventil geschlossen wird, dann kann die Hydraulikflüssigkeit aus dem Hydraulikzylinder nicht mehr entweichen. Das Lager ist dann sozusagen starr gelagert. Wenn hingegen das Sperrventil geöffnet wird, dann kann die Hydraulikflüssigkeit im Hydraulikzylinder durch die Druckversorgungseinrichtung beeinflußt werden, so daß die Lagersteifigkeit entsprechend abgesenkt wird.Preferably is between the pressure supply device and the hydraulic cylinder arranged a check valve. When the hydraulic cylinder in a certain Position has been moved and the check valve is closed, then the hydraulic fluid can no longer escape from the hydraulic cylinder. The warehouse is then rigidly stored, so to speak. In contrast, when the check valve is opened, then the hydraulic fluid can be influenced in the hydraulic cylinder by the pressure supply device, So that the Bearing stiffness is lowered accordingly.

Vorzugsweise ist der Hydraulikzylinder über das Sperrventil mit einem Hydrospeicher verbunden. Der Hydrospeicher bildet dann eine Feder, beispielsweise mit Hilfe eines eingeschlossenen Gasvolumens. Wenn also das Sperrventil geöffnet hat, dann bildet der Hydraulikzylinder mit dem Hydrospeicher die obengenannte Tragfeder. Wenn das Sperrventil geschlossen ist, ist der Hydrospeicher gesperrt. In diesem Fall stellt der Hydrau likzylinder eine starre Verbindung zwischen dem Lager und dem Fundament oder der Stuhlung dar.Preferably is the hydraulic cylinder over the Lock valve connected to a hydraulic accumulator. The hydraulic accumulator then forms a spring, for example by means of an enclosed Gas volume. So if the check valve has opened, then forms the Hydraulic cylinder with the hydraulic accumulator the above-mentioned suspension spring. When the shut-off valve is closed, the hydraulic accumulator is blocked. In this case, the hydra likzylinder a rigid connection between the bearing and the foundation or the framing.

Vorzugsweise ist zwischen dem Hydraulikzylinder und dem Hydrospeicher eine Drossel angeordnet. Die Drossel entzieht der hin- und herfließenden Hydraulikflüssigkeit Energie und trägt damit zur Dämpfung bei. Wenn man den Drosselwiderstand veränderbar macht, gegebenenfalls auch von außen, dann läßt sich auf einfache Weise die Dämpfung verändern.Preferably is a throttle between the hydraulic cylinder and the hydraulic accumulator arranged. The throttle removes the reciprocating hydraulic fluid Energy and carries thus for damping at. If you make the throttle resistance changeable, if necessary also from the outside, then let yourself in a simple way the damping change.

Vorzugsweise ist eine Drucksteuereinrichtung vorgesehen, die die Drücke auf beiden Seiten des Sperrventils aneinander angleicht. Beim Umschalten von hart auf weich ist dann gewährleistet, daß sich die Lagerposition nicht ändert. Insgesamt kann hierdurch ein geringer Arbeitsbereich der Lagerung von beispielsweise ± 2 mm gewährleistet werden.Preferably a pressure control device is provided which the pressures on equalizes both sides of the check valve. When switching from hard to soft then it is guaranteed that the Storage position does not change. Overall, this can be a small work area of storage for example, ± 2 mm guaranteed become.

Bevorzugterweise weist das Lager mindestens einen Bewegungsanschlag auf. Im Betrieb sind nur relativ kleine Schwingungen zugelassen. Größere Auslenkungen des Lagers können durch den Bewegungsanschlag vermieden werden. Eine Änderung der Antriebswelle kann damit unter Umständen vermieden werden. Auch auf eine gelenkige Anbindung der Antriebswelle, die größere Bewegungen zuließe, kann damit verzichtet werden.preferably, the bearing has at least one movement stop. Operational Only relatively small vibrations are allowed. Bigger deflections of the camp be avoided by the movement stop. A change The drive shaft can thus be avoided under certain circumstances. Also on an articulated connection of the drive shaft, the larger movements would allow, can be dispensed with.

Bevorzugterweise ist das Lager in einer Bewegungsrichtung geführt. Diese Führung erfolgt in Richtung der geringen Steifigkeit bzw. der freien Bewegung.preferably, the bearing is guided in one direction of movement. This guide is done in the direction of low rigidity or free movement.

In einer ersten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß das Lager über Blattfedern an einer Stuhlung angebunden ist. Blattfedern haben senkrecht zu ihrer flächigen Erstreckung eine relativ geringe Steifigkeit. In ihrer flächigen Erstreckung ergibt sich hingegen eine hohe Steifigkeit. Blattfedern sind insbesondere bei schwingender Belastung praktisch verschleißfrei.In A first embodiment provides that the bearing via leaf springs tied to a chair. Leaf springs are perpendicular to their flat Extension a relatively low rigidity. In their areal extent On the other hand, high rigidity results. Leaf springs are particular practically free of wear during swinging loads.

In einer alternativen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, daß das Lager über einen Hebel drehbar gelagert ist. Eine kleine Drehbewegung um den Drehpunkt des Hebels ist zulässig. Ein Hebel ermöglicht zusätzlich ein Auseinanderfahren der Walzen bei einem Doppeltragwalzenwickler, was beispielsweise mit zunehmendem Wickeldurchmesser günstig ist.In an alternative embodiment may be provided that the bearing via a Lever is rotatably mounted. A small turning movement around the fulcrum the lever is allowed. A lever allows additionally moving apart the rolls in a double take-up roll winder, which is favorable, for example, with increasing winding diameter.

Schließlich kann das Lager linear geführt sein. Auch hier ist es möglich, den Abstand von zwei Tragwalzen zu verändern.Finally, can the bearing should be guided linearly. Again, it is possible to change the distance between two carrier rolls.

Zur Beeinflussung der Systemeigenfrequenz kann auch die Steifigkeit der Walze veränderbar sein. Die Steifigkeit kann beispielsweise dadurch geändert werden, daß ihr Innendruck erhöht wird oder daß innere Versteifungen aktiviert oder deaktiviert werden.to Influencing the system natural frequency can also increase the stiffness the roller changeable be. The rigidity can be changed, for example, by that you Internal pressure increased will or that inner Stiffeners can be activated or deactivated.

Auch ist es möglich, die Masse der Walze zu verändern. Dies läßt sich beispielsweise dadurch realisieren, daß man eine Flüssigkeit in die Walze einleitet oder aus ihr entfernt.Also Is it possible, to change the mass of the roller. This can be for example, realize that a liquid into the roller or removed from it.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Hierin zeigen:The Invention will be described below with reference to a preferred embodiment described in conjunction with the drawing. Herein show:

1 eine schematische Darstellung einer Rollenwickeleinrichtung, 1 a schematic representation of a roll winding device,

2 eine schematische Darstellung einer Einrichtung zur Änderung einer Systemeigenfrequenz und 2 a schematic representation of a device for changing a system eigenfrequency and

3 verschiedene Möglichkeiten für eine Lagerführung. 3 different possibilities for a warehouse management.

Eine Rollenwickeleinrichtung 1 nach 1 ist als Doppeltragwalzenwickler ausgebildet. Die Rollenwickeleinrichtung 1 weist zwei Tragwalzen 2, 3 auf, die ein Wickelbett 4 bilden, in dem eine Wickelrolle 5 liegt. Die Wickelrolle weist eine Wickelhülse 6 auf, auf die eine Papierbahn 7 aufgewickelt wird. Die Papierbahn 7 wird von einem Tambour 8 abgewickelt, der in einer nicht näher dargestellten Abwicklung drehbar gelagert ist. Nur schematisch dargestellt ist eine Leitwalze 9. In Abhängigkeit von der gewünschten Bahnführung können natürlich mehrere Leitwalzen 9 vorhanden sein.A roll winding device 1 to 1 is designed as Doppeltragwalzenwickler. The roll winding device 1 has two support rollers 2 . 3 put on a wraparound bed 4 form, in which a winding roll 5 lies. The winding roll has a winding tube 6 on, on a paper web 7 is wound up. The paper web 7 is from a drum 8th settled, in a non-illustrated settlement is rotatably mounted. Only schematically shown is a guide roller 9 , Depending on the desired web guide, of course, several guide rollers 9 to be available.

Üblicherweise ist eine derartige Rollenwickeleinrichtung auch noch mit einer Längsschneideinrichtung 10 versehen, die die Papierbahn 7 in mehrere parallel zueinander laufende Teilbahnen unterteilt. Die Teilbahnen können eine Breite im Bereich von etwa 0,3 bis 4,8 m aufweisen.Usually, such a reel winding device is also still with a longitudinal cutting device 10 provided the paper web 7 divided into several parallel partial webs. The partial webs may have a width in the range of about 0.3 to 4.8 m.

Eine Stützwalze 11, die auch als Reiter- oder Belastungswalze bezeichnet wird, drückt die Wickelrolle 5 mit einer vorbestimmten Kraft in das Wickelbett 4. Die Stützwalze 11 dient zu Beginn eines Wickelvorgangs dazu, die Papierbahn 7 möglichst hart um die Wickelhülse 6 zu wickeln. Hierzu wird eine höhere Kraft aufgebracht. In einem späteren Abschnitt des Wickelvorgangs dient sie dazu, die Wickelrolle 5 im Wickelbett 4 festzuhalten, also ein Herausspringen zu verhindern.A back-up roller 11 , which is also referred to as a rider or load roller, presses the winding roll 5 with a predetermined force in the winding bed 4 , The back-up roll 11 serves at the beginning of a winding process to the paper web 7 as hard as possible around the winding tube 6 to wrap. For this purpose, a higher force is applied. In a later section of the winding process, it serves to the winding roll 5 in the winding bed 4 to hold on, so to prevent jumping out.

Die beiden Tragwalzen 2, 3, von denen mindestens eine angetrieben ist, sind in Lagern 12, 13 gelagert. Die Lager 12, 13 sind hier lediglich schematisch dargestellt. Mindestens eines der beiden Lager 12, 13 weist eine veränderbare Steifigkeit auf, was anhand von 2 näher erläutert werden wird.The two support rollers 2 . 3 of which at least one is driven are in warehouses 12 . 13 stored. Camps 12 . 13 are shown here only schematically. At least one of the two bearings 12 . 13 has a variable rigidity, which is based on 2 will be explained in more detail.

2 zeigt das Lager 12, das nicht direkt auf einem Fundament 14, beispielsweise einem Hallenboden, oder in einer Stuhlung abgestützt ist, sondern über einen Hydraulikzylinder 15. Der Hydraulikzylinder 15 weist einen Kolben 16 auf, der einen Druckraum 17 begrenzt. Eine Vorspannfeder 18 drückt den Kolben 16 in eine Richtung, in der der Druckraum 17 minimiert ist. Im Druckraum 17 ist ein Bewegungsanschlag 19 angeordnet, der die Bewegung des Kolbens 16 und damit die Bewegung des Lagers 12, das mit dem Kolben 16 über eine Stange 20 verbunden ist, begrenzt. Auch für die andere Bewegungsrichtung des Kolbens 16 kann in einer Entfernung von einigen Millimetern ein Bewegungsanschlag vorgesehen sein. 2 shows the camp 12 that is not right on a foundation 14 , For example, a hall floor, or is supported in a chair, but via a hydraulic cylinder 15 , The hydraulic cylinder 15 has a piston 16 on, the one pressure room 17 limited. A biasing spring 18 pushes the piston 16 in a direction in which the pressure chamber 17 is minimized. In the pressure room 17 is a movement stop 19 arranged, which controls the movement of the piston 16 and thus the movement of the camp 12 that with the piston 16 over a pole 20 connected, limited. Also for the other direction of movement of the piston 16 may be provided at a distance of a few millimeters, a movement stop.

Dem Lager 12 ist ein Positionssensor 21 zugeordnet, der auch als "Wegsensor" bezeichnet werden kann. Der Positionssensor 21 ermittelt fortlaufend die Position des Lagers 12 und ist daher in der Lage, Schwingungen zu erfassen, die das Lager 12 durchführt. Wenn das Lager 12 schwingt, dann schwingt auch die von ihm getragene Tragwalze 2.The camp 12 is a position sensor 21 assigned, which can also be referred to as a "displacement sensor". The position sensor 21 continuously determines the position of the bearing 12 and therefore is able to detect vibrations affecting the bearing 12 performs. If the warehouse 12 vibrates, then vibrates the support roller carried by him 2 ,

Der Druckraum 17 ist mit einer Zuführleitung 22 verbunden. In der Zuführleitung 22 ist ein erster Drucksensor 23 angeordnet. In einem Abschnitt der Zuführleitung 22, die den Druckraum 17 mit einer Druckversorgungseinrichtung 24 verbindet, ist ein Sperrventil 25 angeordnet, das in der in 2 dargestellten Sperrposition, die durch eine Feder 26 bewirkt wird, eine Verbindung zwischen dem Druckraum 17 und der Druckversorgungseinrichtung 24 unterbricht. Wenn das Sperrventil öffnet, beispielsweise mit Hilfe eines elektromagnetischen Antriebs 27, dann ist eine Verbindung zwischen der Druckversorgungseinrichtung 24 und dem Druckraum 17 gegeben.The pressure room 17 is with a supply line 22 connected. In the supply line 22 is a first pressure sensor 23 arranged. In a section of the supply line 22 that the pressure room 17 with a pressure supply device 24 connects, is a check valve 25 arranged in the in 2 Locking position shown by a spring 26 causes a connection between the pressure chamber 17 and the pressure supply device 24 interrupts. When the check valve opens, for example by means of an electromagnetic drive 27 , then there is a connection between the pressure supply device 24 and the pressure room 17 given.

Die Druckversorgungseinrichtung 24 weist eine Druckquelle 28, beispielsweise einen Druckanschluß oder eine Pumpe, und ein Druckregelventil 29 auf. Am Ausgang des Druckregelventils 29 ist ein zweiter Drucksensor 30 angeordnet.The pressure supply device 24 has a pressure source 28 , For example, a pressure port or a pump, and a pressure control valve 29 on. At the outlet of the pressure control valve 29 is a second pressure sensor 30 arranged.

Die Zuführleitung 22 ist auf der dem Druckraum 17 abgewandten Seite des Sperrventils 25 über eine Drossel 31 mit einem Hydrospeicher 32 verbunden. Der Hydrospeicher wirkt als hydraulische Feder. Er weist üblicherweise ein Gasvolumen oder ein anderes kompressibles Volumen auf.The feed line 22 is on the pressure room 17 opposite side of the check valve 25 via a throttle 31 with a hydraulic accumulator 32 connected. The hydraulic accumulator acts as a hydraulic spring. It usually has a gas volume or other compressible volume.

Wenn das Sperrventil 25, wie dargestellt, geschlossen ist, ergibt sich eine hohe Steifigkeit der Lagerung. Die Lagerung ist annähernd so steif, wie bei einer heute üblichen festen Anschraubung an einer Stuhlung. Der Hydraulikzylinder kann natürlich auch an einer Stuhlung statt am Fundament 14 befestigt sein.When the check valve 25 , as shown, is closed, results in a high rigidity of storage. The storage is almost as stiff as in a usual today firm screwed to a chair. Of course, the hydraulic cylinder can also be attached to a chair instead of the foundation 14 be attached.

Ist das Sperrventil 25 hingegen geöffnet, so ergibt sich durch den angekoppelten Hydrospeicher 32 eine deutlich reduzierte Lagersteifigkeit. Über die Größe des Hydrospeichers 32 kann die Steifigkeit eingestellt bzw. angepaßt werden. Die Drossel 31 ermöglicht eine optimierte Dämpfung der sich ergebenden niedrigeren Eigenfrequenz.Is the check valve 25 On the other hand, it is opened by the connected hydraulic accumulator 32 a significantly reduced bearing stiffness. About the size of the hydraulic accumulator 32 the stiffness can be adjusted or adjusted. The throttle 31 allows optimized damping of the resulting lower natural frequency.

Bei geöffnetem Sperrventil 25 wird der Druck bei zunehmender Masse der Wickelrolle 5 so geregelt, daß die Position des Lagers 12 ortsfest bleibt. Als Fehlersensor wird hierbei der am Lager 12 befindliche Positionssensor 21 verwendet.With the shut-off valve open 25 becomes the pressure as the mass of the winding roll increases 5 so regulated that the position of the camp 12 remains stationary. As an error sensor here is the stock 12 located position sensor 21 used.

Wenn das Sperrventil 25 geschlossen ist, dann wird der Druck des Hydrospeichers 32 mit Hilfe des zweiten Drucksensors 30 geregelt an den Druck im Druckraum 17, der durch den ersten Drucksensor 23 ermittelt wird, angepaßt. Beim Umschalten von hart auf weich, also beim Umschalten des Sperrventils 25, ist somit gewährleistet, daß sich die Position des Lagers 12 nicht ändert.When the check valve 25 is closed, then the pressure of the hydraulic accumulator 32 with the help of the second pressure sensor 30 regulated to the pressure in the pressure chamber 17 by the first pressure sensor 23 determined, adapted. When switching from hard to soft, so when switching the check valve 25 , thus ensuring that the position of the bearing 12 does not change.

Insgesamt kann hierdurch ein geringer Arbeitsbereich der Lagerung, z.B. ± 2 mm, gewährleistet werden. Größere Auslenkungen des Lagers 12 können sicher durch Anschläge, beispielsweise den Anschlag 19, vermieden wer den. Dieser Arbeitsbereich bezieht sich auf die Walze insgesamt. Der Unterschied in der Position der Lager an beiden axialen Enden der Walze muß natürlich wesentlich geringer sein, beispielsweise weniger als 0,1 mm betragen, damit die Wickelrolle nicht aus der Vorrichtung läuft.Overall, this can be a small working range of storage, eg ± 2 mm, guaranteed. Larger deflections of the bearing 12 can safely by stops, such as the stop 19 , be avoided. This work area refers to the roller as a whole. The difference in the position of the bearings on both axial Of course, ends of the roll must be substantially smaller, for example less than 0.1 mm, so that the winding roll does not run out of the device.

Das Lager 12 ist geführt. Mögliche Ausführungsformen der Lagerführungen sind in 3 dargestellt.The warehouse 12 is guided. Possible embodiments of the bearing guides are in 3 shown.

3a zeigt eine erste Ausgestaltung, bei der das Lager 12 über Blattfedern 33 an der Stuhlung 34 befestigt ist. Das Lager 12 ist dabei in Richtung eines Doppelpfeils 35 verlagerbar. In Richtung dieses Doppelpfeils 35 ist die Steifigkeit der Blattfedern 33 niedrig. Dementsprechend ist eine Bewegung möglich. Senkrecht dazu ergibt sich eine hohe Steifigkeit. Die Lagerung mit Blattfedern 33 ist insbesondere bei einer schwingenden Belastung verschleißfrei. 3a shows a first embodiment in which the bearing 12 over leaf springs 33 at the stasis 34 is attached. The warehouse 12 is in the direction of a double arrow 35 displaced. Toward this double arrow 35 is the stiffness of the leaf springs 33 low. Accordingly, a movement is possible. Perpendicular to this results in a high stiffness. The storage with leaf springs 33 is wear-free especially with a swinging load.

In 3b ist das Lager 12 an einem Hebel 36 gelagert, der um einen Drehpunkt 37 in der Stuhlung 34 drehbar ist. Eine Drehbewegung um den Drehpunkt 37 des Hebels 36 ist zulässig. Da es sich hierbei um relativ kleine Bewegungen handelt, siehe die obengenannten ± 2 mm, ist die Bewegung des Lagers 12 gegenüber der Stuhlung nahezu linear.In 3b is the camp 12 on a lever 36 stored around a pivot point 37 in the stasis 34 is rotatable. A rotation about the pivot point 37 of the lever 36 is allowed. Since these are relatively small movements, see the above ± 2 mm, is the movement of the bearing 12 almost linear with respect to the stiffening.

3c zeigt eine dritte Ausgestaltung, bei der das Lager 12 über Rollen 38 an der Stuhlung 34 abgestützt ist. Dementsprechend ist das Lager 12 ebenfalls in Richtung eines Doppelpfeils 39 gegenüber der Stuhlung 34 bewegbar. Es handelt sich also um eine Linearführung. 3c shows a third embodiment in which the bearing 12 about roles 38 at the stasis 34 is supported. Accordingly, the warehouse 12 also in the direction of a double arrow 39 opposite the chair 34 movable. It is therefore a linear guide.

Das Hin- und Herschalten zwischen weicher und harter Lagerung, also das Umschalten des Sperrventils 25, kann wahlweise über eine Steuerung oder über eine Regelung erfolgen.The switching between soft and hard storage, so switching the check valve 25 , can be done either via a controller or via a controller.

Eine Steuerung kann eingesetzt werden, wenn aus einem Wickelprozeß bekannt ist, wann für welchen Schaltzustand unkritische Durchmesser der Wickelrolle 5 vorliegen, so daß entsprechend gesteuert umgeschaltet werden kann.A controller can be used when it is known from a winding process, when for which switching state uncritical diameter of the winding roll 5 be present so that can be switched according to controlled.

Läßt sich ein solcher Zusammenhang nicht genau erfassen, weil z.B. die unkritischen Bereiche für die Schaltzustände sich über den gesamten Wickelprozeß nicht überall überschneiden, so kann über geeignete Sensoren, beispielsweise den Positionssensor 21, der Schwingungszustand erkannt und von diesem abhängig das Umschalten zwischen den einzelnen Lagerzuständen geregelt ausgelöst werden.If such a relationship can not be detected precisely, because, for example, the uncritical regions for the switching states do not overlap over the entire winding process, suitable sensors, for example the position sensor, can be used 21 , the vibration state detected and triggered by this dependent switching between the individual storage conditions are triggered.

Claims

Roller winding device with at least one roller against which a winding roller bears during winding, characterized in that a system natural frequency changing device ( 100 ) is provided, with which a system natural frequency of a roll winding device ( 1 ) and winding roll ( 5 ) is changeable.

Roll winding device according to claim 1, characterized characterized in that System natural frequency switchable between at least two values is.

Roll winding device according to claim 1, characterized characterized in that Native frequency is continuously variable.

Roller winding device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the system own frequency via a change of the roller ( 2 . 3 ) or the roller bearing ( 12 . 13 ) is changeable.

Roller winding device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the winding roll ( 5 ) Is stored and the system natural frequency is variable via a change in the bobbin storage.

Roll winding device according to claim 4 or 5, characterized in that the rigidity of the roller bearing ( 12 . 13 ) is changeable.

Roller winding device according to claim 6, characterized in that the roller ( 2 . 3 ) optionally rigid or soft storable.

Roll winding device according to claim 7, characterized in that the roller is mounted with a bearing which is optionally attached to a foundation ( 14 ) or a chair can be coupled or stored on a suspension spring.

Roller winding device according to claim 7 or 8, characterized in that the soft bearing with a damper ( 15 . 31 ) is combined.

Roller winding device according to claim 9, characterized in that the damper ( 15 . 31 ) has a variable attenuation.

Roller winding device according to claim 9 or 10, characterized in that the damper ( 15 . 31 ) is designed as a locking device.

Roller winding device according to one of claims 9 to 11, characterized in that the damper ( 15 . 31 ) is designed as a hydraulic damper.

Roll winding device according to one of claims 7 to 12, characterized in that the soft Storage a location tracking having.

Roll winding device according to one of Claims 1 to 13, characterized in that the system natural frequency change device ( 100 ) a vibration sensor ( 21 ) having.

Roll winding device according to one of Claims 1 to 14, characterized in that the system natural frequency change device ( 100 ) has a control device in which a relationship between roll diameters and switching states is stored.

Roller winding device according to one of claims 8 to 15, characterized in that the bearing of a hydraulic cylinder ( 15 ), wherein the hydraulic cylinder ( 15 ) with a pressure supply device ( 24 ), the pressure of which is changeable.

Roll winding device according to claim 16, characterized in that the pressure supply device ( 24 ) a pressure regulating valve ( 29 ) having.

Roll winding device according to claim 16 or 17, characterized in that between the Druckver supply device ( 24 ) and the hydraulic cylinder ( 15 ) a check valve ( 25 ) is arranged.

Roller winding device according to claim 18, characterized in that the hydraulic cylinder ( 15 ) via the check valve ( 25 ) with a hydraulic accumulator ( 32 ) connected is.

Roller winding device according to claim 19, characterized in that between the hydraulic cylinder ( 15 ) and the hydraulic accumulator ( 32 ) a throttle ( 31 ) is arranged.

Roll winding device according to one of Claims 18 to 20, characterized in that a pressure control device ( 23 . 30 ) is provided which the pressures on both sides of the check valve ( 25 ) matches each other.

Roll winding device according to one of claims 8 to 21, characterized in that the bearing ( 12 . 13 ) at least one movement stop ( 19 ) having.

Roll winding device according to one of claims 8 to 22, characterized in that the bearing ( 12 . 13 ) is guided in a direction of movement.

Roll winding device according to one of claims 8 to 23, characterized in that the bearing ( 12 . 13 ) via leaf springs ( 33 ) on a chair ( 34 ) is attached.

Roll winding device according to one of claims 8 to 23, characterized in that the bearing ( 12 . 13 ) via a lever ( 36 ) is rotatably mounted.

Roll winding device according to one of claims 8 to 23, characterized in that the bearing ( 12 . 13 ) is linearly guided.

Roller winding device according to one of claims 1 to 26, characterized in that the rigidity of the roller ( 2 . 3 ) is changeable.

Roller winding device according to one of claims 1 to 27, characterized in that the mass of the roller ( 2 . 3 ) is changeable.