DE102007051395A1 - Variable-flexibility roller for paper or cardboard finishing machines, has pressure accumulator, which has membrane, bubble or piston, with which pressure chamber is divided into two chambers - Google Patents

Variable-flexibility roller for paper or cardboard finishing machines, has pressure accumulator, which has membrane, bubble or piston, with which pressure chamber is divided into two chambers Download PDF

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Abstract

The variable-flexibility roller comprises a stationary yoke (1), a roll sleeve (2) supported by hydrostatic bearing element and rotating around the yoke. A hydraulic control drive (3) is arranged on the yoke for supporting the roll sleeve by a hydraulic medium. A bearing element or a hydraulic control drive is connected with pressure accumulator (5). The accumulator is arranged in the pressure chamber (4,10) of bearing element or the hydraulic control drive. The accumulator has a membrane, a bubble or a piston (5a), with which the pressure chamber is divided into two chambers.

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine für Papier-, Karton- oder Ausrüstungsmaschinen bestimmte Durchbiegungseinstellwalze, die ein drehfestes, d.h. stationäres Joch, einen von hydrostatischen Lagerelementen gestützt um dieses Joch umlaufenden Walzenmantel, an dem Joch angeordnete hydraulische Stellantriebe zum Belasten/Stützen des Walzenmantels mittels eines Hydraulikmediums sowie wenigstens ein Lagerelement und/oder wenigstens einen hydraulischen Stellantrieb mit Druckakkumulator umfasst.object The present invention is one for paper, board or finishing machines certain deflection adjustment roller which is a non-rotatable, i. stationary yoke, one supported by hydrostatic bearing elements around this yoke Roll shell, arranged on the yoke hydraulic actuators for loading / supporting the roll shell by means of a hydraulic medium and at least a bearing element and / or at least one hydraulic actuator includes with pressure accumulator.

Durchbiegungseinstellwalzen der oben beschriebenen Art für Papier-, Karton- und Ausrüstungsmaschinen sind zum Beispiel aus der FI-Patentschrift 107287 der Anmelderen bekannt.Bend adjustment rollers of the type described above for paper, board and equipment machines are, for example, from FI patent 107287 the applicant known.

Ein Problem bei solchen Walzen sind die bei ihnen auftretenden Schwingungen, die ihre Ursache u.a. in Ungenauigkeiten bei der Fertigung der Walze, in der Verformung der Walzenoberfläche während des Betriebs sowie in den Dickenschwankungen der durch den Nip laufenden Faserstoffbahn oder des Filzes haben. Dauern diese Schwingungen längere Zeit an, so wird dadurch die Verformung des Walzenbelags und des Filzes verstärkt, was als Barring-Erscheinung bekannt ist. Mit zunehmender Intensität der Barring-Erscheinung kommt es zu einer Qualitätsverschlechterung der Faserstoffbahn, zu mechanischer Beanspruchung und zu Lärmproblemen an der Maschine.One Problem with such rollers are the vibrations occurring in them, their cause u.a. inaccuracies in the manufacture of the roller, in the deformation of the roll surface during the Operating as well as in the thickness variations of the current through the nip Have fibrous web or felt. Take these vibrations longer Time, so that the deformation of the roll lining and the Reinforced felt, which is known as a barring phenomenon. With increasing intensity of the barring appearance there is a deterioration in quality the fibrous web, to mechanical stress and noise problems at the machine.

Eine Lösung zur Beseitigung dieser oben genannten Mängel ist in der Patentschrift EP 1155190 B1 der Anmelderin dargelegt. In der Schrift ist eine Nipwalze beschrieben, bei der wenigstens einem Stützelement ein Druckakkumulator beigeordnet ist. Der Druckakkumulator/die Druckakkumulatoren ist/sind in Verbindung mit den zu den Stützelementen/-zonen führenden Hydraulikkanälen angeordnet, allerdings außerhalb der Walze. Diese Anordnung hat jedoch den Nachteil, dass sie im Betrieb unzuverlässig ist. Eine Druckspitze kann in dem Kanalsystem u.U. eine Dämpfung erfahren und somit die Membran des Akkumulators nie erreichen. Auch im günstigsten Fall reagiert der nach dem Stand der Technik platzierte Akkumulator träge.One solution to overcoming these above deficiencies is in the patent EP 1155190 B1 the applicant. In the document, a nip roll is described in which at least one support element is assigned a pressure accumulator. The pressure accumulator / accumulators is / are arranged in connection with the hydraulic channels leading to the support elements / zones, but outside the roller. However, this arrangement has the disadvantage that it is unreliable in operation. A pressure spike may experience attenuation in the channel system and thus never reach the membrane of the accumulator. Even in the best case, the placed according to the prior art accumulator reacts sluggishly.

Mit der vorliegenden Erfindung sollen nun die oben genannten Mängel beseitigt oder wenigstens wesentlich reduziert werden.With The present invention will now overcome the above-mentioned deficiencies or at least substantially reduced.

Gelöst wird diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen der Erfindung, nämlich dadurch, dass der Druckakkumulator im Druckraum des Lagerelements und/oder des hydraulischen Stellantriebs angeordnet ist, und dass der Akkumulator eine Membran, eine Blase oder einen Kolben hat, mit der/dem der Druckraum in zwei Kammern geteilt ist.Is solved this object with the characterizing features of the invention, namely that the pressure accumulator in the pressure chamber of the bearing element and / or the hydraulic actuator is arranged, and that the accumulator a membrane, a bladder or a piston has, with the / the Pressure chamber is divided into two chambers.

Mit der erfindungsgemäßen Anordnung ist es möglich, den Druckakkumulator weiterhin zum Eliminieren der Barring-Erscheinung einzusetzen. Der im Druckraum angeordnete Druckakkumulator ist betriebszuverlässig, weil damit zum Beispiel zusätzliche Rohrleitungen und Anschlüsse, in denen es zur Dämpfung der Druckspitze kommen kann, vermieden werden. Gleichzeitig wird damit eine Anordnung geschaffen, in der der Druckakkumulator schneller als bisher auf Druckspitzen reagiert. Es ist nun die Möglichkeit gegeben, jedes einzelne Stützelement über einen an die Walze geführten Versorgungskanal mit Druckmedium zu versorgen und den Druckakkumulator/die Druckakkumulatoren über einen zweiten an die Walze geführten Versorgungskanal mit Gas zu versorgen.With the inventive arrangement Is it possible, the pressure accumulator continues to eliminate the barring phenomenon use. The arranged in the pressure chamber pressure accumulator is reliable, because with it for example additional Piping and connections, in which it is for cushioning the pressure peak can come, be avoided. At the same time thus creating an arrangement in which the pressure accumulator faster than so far reacted to pressure peaks. It is now the possibility given, each individual support element over a guided to the roller Supply supply channel with pressure medium and the pressure accumulator / the Pressure accumulators over a second guided to the roller Supply gas to the supply channel.

Mit der erfindungsgemäßen Anordnung kann Einfluss auf die Steifigkeit des Hydrauliksystems und damit auch auf die Eigenfrequenz der Walze genommen und so die Schwingung, d.h. die Vibration verringert werden. Außerdem funktioniert der Akkumulator als wirksamer Dämpfer bei der Umwandlung von Schwingungsenergie beim Komprimieren des unter dem Akkumulator wirkenden Gases in Wärme und bei den Deformationen der Membran (o. dgl.) des Akkumulators und hilft so, die Barring-Erscheinung zu dämpfen oder zu eliminieren.With the inventive arrangement can affect the rigidity of the hydraulic system and thus also taken to the natural frequency of the roller and so the vibration, i.e. the vibration can be reduced. In addition, the accumulator works as effective damper in the conversion of vibrational energy when compressing the under the accumulator acting gas in heat and in the deformations the membrane (or the like) of the accumulator and thus helps to dampen the barring phenomenon or to eliminate.

Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen dargelegt.preferred embodiments The present invention is set forth in the dependent claims.

Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen eingehender beschrieben. Es zeigen:in the The invention will now be described with reference to the accompanying drawings described in more detail. Show it:

1 den hydraulischen Stellantrieb nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ausgerüstet mit einem Gummimembranakkumulator; 1 the hydraulic actuator according to a first embodiment of the present invention, equipped with a Gummimembranakkumulator;

2 den hydraulischen Stellantrieb nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ausgerüstet mit einem Membrankolbenakkumulator. 2 the hydraulic actuator according to a second embodiment of the present invention, equipped with a membrane piston accumulator.

In 1 ist also eine zum Beispiel aus der Schrift FI 107287 in ihren Grundprinzipien bekannte Durchbiegungseinstellwalze und insbesondere deren hydraulischer Stellantrieb 3 seitlich betrachtet dargestellt. In diesem Fall besteht der hydraulische Stellantrieb aus einem Stützelement, dessen Zylinderteil 3b am Joch 1 der Walze angeordnet ist. Der Stützschuh 3a ist in Verbindung mit dem Druckraum 4, 10 des Zylinderteils angeordnet. Wird Hydraulikmedium über den Kanal 4a in den Druckraum 4, 10 geleitet, so wird dadurch gleichzeitig der Stützschuh 3a belastet, der auf an sich bekannte Weise gegen die Innenfläche 2a des Walzenmantels 2 drückt.In 1 So is one example from the Scriptures FI 107287 known in their basic principles deflection roll and in particular their hydraulic actuator 3 shown laterally. In this case, the hydraulic actuator consists of a support member whose cylinder part 3b at the yoke 1 the roller is arranged. The support shoe 3a is in connection with the pressure chamber 4 . 10 arranged the cylinder part. Is hydraulic medium over the channel 4a in the pressure room 4 . 10 Guided, it becomes at the same time the support shoe 3a burdened, the in a known manner against the inner surface 2a of the roll mantle 2 suppressed.

Weiter ist in 1 in schematischer Darstellung auch die erfindungsgemäße Anordnung gezeigt, bei der in den Druckraum 4, 10 des Stützelements 3 ein Druckakkumulator 5 eingebaut ist, der in diesem Fall aus einem Gummimembranakkumulator besteht. Dieser Gummimembranakkumulator 5 ist bevorzugt zylindrisch geformt, sodass sich seine Außenfläche und die Innenfläche des Druckraums 4, 10 durch eine zweckmäßige Passung aneinanderfügen lassen. Die Gummimembran 5a des Gummimembranakkumulators 5 ist so an den Rahmen 5 gefügt, dass sie den Druckraum 4 in zwei voneinander getrennte Kammern 4 und 10 unterteilt. Statt des Gummimembranakkumulators kann auch ein so genannter Gummiblasenakkumulator eingesetzt werden.Next is in 1 shown in a schematic representation of the arrangement according to the invention, in which in the pressure chamber 4 . 10 of the support element 3 a pressure accumulator 5 is installed, which in this case consists of a Gummimembranakkumulator. This rubber diaphragm accumulator 5 is preferably cylindrically shaped, so that its outer surface and the inner surface of the pressure chamber 4 . 10 can be joined together by an appropriate fit. The rubber membrane 5a of rubber membrane accumulator 5 is so to the frame 5 added that they are the pressure chamber 4 into two separate chambers 4 and 10 divided. Instead of Gummimembranakkumulators also a so-called Gummiblasenakkumulator can be used.

Die in 1 dargestellte erste Kammer 4 befindet sich oberhalb der Gummimembran 5a. In diese erste Kammer 4 wird durch den Versorgungskanal 4a – bevorzugt über eine Ventilanordnung, wie zum Beispiel in der Patentschrift FI 107287 der Anmelderin beschrieben – Hydraulikmedium geleitet. Das Regeln der Drücke (was das Hydraulikmedium betrifft) ist an sich bekannt und wird hier nicht näher erörtert. In dem Gummimembranakkumulator 5 ist oberhalb der Gummimembran 5a bevorzugt eine Zwischenplatte 5b eingezogen, die mit Löchern versehen ist, durch die hindurch das Hydraulikmedium auf die Gummimembran 5a wirken kann.In the 1 illustrated first chamber 4 is located above the rubber membrane 5a , In this first chamber 4 is through the supply channel 4a - Preferably via a valve arrangement, such as in the patent FI 107287 Described by the applicant - Hydraulic medium passed. The regulation of the pressures (as far as the hydraulic medium is concerned) is known per se and will not be discussed further here. In the rubber membrane accumulator 5 is above the rubber membrane 5a preferably an intermediate plate 5b fed, which is provided with holes through which the hydraulic medium on the rubber membrane 5a can work.

Die in 1 dargestellte zweite Kammer 10 befindet sich unterhalb der Gummimembran 5a. In diese zweite Kammer 10 wird über einen zweiten, bevorzugt vom Joch 1 ausgehenden Versorgungskanal 3c Fluid, bevorzugt Gas, geleitet. Das Gas dient dem Zweck, die zweite Kammer 10 mit einem gewünschten Druck zu beaufschlagen, der zum Beispiel in einer bestimmten Beziehung zu dem in der ersten Kammer 4 herrschenden hydrostatischen Druck steht. So herrscht also in der zweiten Kammer 10 ein Gegendruck zu dem hydraulischen Druck, welcher Gegendruck über die Deformationen der Gummimembran die in der ersten Kammer 4 auftretenden Druckschwankungen aufnimmt.In the 1 illustrated second chamber 10 is located below the rubber membrane 5a , In this second chamber 10 is via a second, preferably from the yoke 1 outgoing supply channel 3c Fluid, preferably gas, passed. The gas serves the purpose of the second chamber 10 to apply a desired pressure, for example, in a specific relationship to that in the first chamber 4 prevailing hydrostatic pressure is. So there is in the second chamber 10 a back pressure to the hydraulic pressure, which backpressure on the deformations of the rubber membrane in the first chamber 4 occurring pressure fluctuations.

Der Druck und die Gasmenge in der zweiten Kammer 10 werden durch Regeln des Gasdruckes, zum Beispiel auf entsprechende Weise wie bei der ersten Kammer, mit Hilfe einer dem einzelnen Stellantrieb zugeordneten Ventilanordnung 3d reguliert. Diese Ventilanordnung ist zum Beispiel in den Versorgungskanal 3c eingebaut. Das Gas wird zum Beispiel mit der Pumpe P in den Versorgungskanal 3c und weiter in die zweite Kammer 10 befördert.The pressure and the amount of gas in the second chamber 10 are controlled by controlling the gas pressure, for example in a manner corresponding to the first chamber, by means of a valve arrangement associated with the individual actuator 3d regulated. This valve arrangement is for example in the supply channel 3c built-in. The gas, for example, with the pump P in the supply channel 3c and on to the second chamber 10 promoted.

Die Druckregelung kann auch zonenweise erfolgen, wobei dann jeweils mehrere parallel geschaltete hydraulische Stellantriebe an die gleiche Regelung geschaltet sind. Die Gasmenge in der zweiten Kammer 10 kann, zum Beispiel um die Steifigkeit des Hydrauliksystems während des Betriebs zu regulieren, geändert werden. Diese Veränderung der Steifigkeit hilft mit, das Entstehen der Barring-Erscheinung zu verhindern.The pressure control can also be done in zones, in which case several parallel hydraulic actuators are connected to the same control. The amount of gas in the second chamber 10 For example, to regulate the rigidity of the hydraulic system during operation can be changed. This change in stiffness helps to prevent the appearance of the barring phenomenon.

2 zeigt eine zweite bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Die in 2 dargestellte Anordnung entspricht im Übrigen der Anordnung von 1, jedoch ist nun der Gummimembranakkumulator 5 durch einen Membrankolbenakkumulator 6 ersetzt. Die Membran 6a kann aus Metall, Gummi, Polymer oder irgendeinem dieser genannten Werkstoffe in faserverstärkter Form bestehen. 2 shows a second preferred embodiment of the invention. In the 2 The arrangement shown otherwise corresponds to the arrangement of 1 but now the rubber membrane accumulator is 5 through a membrane piston accumulator 6 replaced. The membrane 6a may be made of metal, rubber, polymer or any of these materials in fiber reinforced form.

Der Kolben des Membrankolbenakkumulators 6 ist in Richtung der Längsachse der zweiten Kammer 10 beweglich. Mit dieser Bewegung werden die großen statischen Schwankungen, die zum Beispiel bei Einwirken einer externen Kraft F auf die Walze entstehen, aufgefangen. Die Membran 6a wiederum nimmt die hochfrequenten kleinen Druckschwankungen auf, die der herkömmliche Kolbenakkumulator wegen der Dichtungsreibung und der Trägheitskräfte nicht zu dämpfen vermag.The piston of the diaphragm piston accumulator 6 is in the direction of the longitudinal axis of the second chamber 10 movable. With this movement, the large static fluctuations, which arise for example when an external force F acts on the roller, are absorbed. The membrane 6a in turn, the high-frequency small pressure fluctuations, which the conventional piston accumulator is unable to damp due to the seal friction and inertial forces, are absorbed.

Mit einer solchen Anordnung wird außerdem der Akkumulator über seine große Fläche in direkten Kontakt mit dem Hydraulikzylinder gebracht. Gewöhnlich wird der Akkumulator über ein Rohr an ein (beliebiges) Hydrauliksystem angeschlossen. Mit dem erfindungsgemäßen direkt im Zylinder angeordneten Druckakkumulator werden die in Rohrleitungen, Anschlussstücken und Bohrungen entstehenden Verluste, die ansonsten die Wirkung des Druckakkumulators schwächen, vermieden.With Such an arrangement is also the Accumulator over his size area brought into direct contact with the hydraulic cylinder. Usually will the accumulator over a pipe connected to a (any) hydraulic system. With the according to the invention directly arranged in the cylinder pressure accumulator are in piping, fittings and drilling losses that would otherwise affect the effect of Weaken pressure accumulator, avoided.

Der erfindungsgemäße Druckakkumulator kann auch in andersartige hydraulische Stellantriebe, wie zum Beispiel in einen walzenexternen Belastungszylinder, integriert werden.Of the Pressure accumulator according to the invention can also in different types of hydraulic actuators, such as be integrated into a cylinder external load cylinder.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann im Rahmen des durch die Patentansprüche definierten Schutzbereichs in vielfältiger Weise zur Anwendung gebracht werden.The The present invention is not limited to the embodiments described herein limited, but may be within the scope defined by the claims in many ways be applied.

Claims (7)

Für Papier-, Karton- oder Ausrüstungsmaschinen bestimmte Durchbiegungseinstellwalze, die ein stationäres Joch (1), einen von hydrostatischen Lagerelementen gestützt um dieses Joch umlaufenden Walzenmantel (2), an dem Joch (1) angeordnete hydraulische Stellantriebe (3) zum Belasten/Stützen des Walzenmantels (2) mittels eines Hydraulikmediums sowie wenigstens ein Lagerelement und/oder wenigstens einen hydraulischen Stellantrieb (3) mit Druckakkumulator (5; 6) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckakkumulator (5; 6) im Druckraum (4, 10) des Lagerelements und/oder des hydraulischen Stellentriebs (3) angeordnet ist, und dass der Druckakkumulator (5; 6) eine Membran, eine Blase oder einen Kolben (5a, 6a) aufweist, mit der/dem der Druckraum (4, 10) in zwei Kammern (4, 10) geteilt ist.Deflection roll intended for paper, board or finishing machines, comprising a stationary yoke ( 1 ), supported by hydrostatic bearing elements around this yoke rotating roll shell ( 2 ), at the yoke ( 1 ) arranged hydraulic actuators ( 3 ) for loading / supporting the roll mantle ( 2 ) by means of a hydraulic medium and at least one bearing element and / or at least one hydraulic actuator ( 3 ) with pressure accumulator ( 5 ; 6 ), characterized in that the pressure accumulator ( 5 ; 6 ) in the pressure chamber ( 4 . 10 ) of the bearing element and / or the hydraulic actuator ( 3 ), and that the pressure accumulator ( 5 ; 6 ) a membrane, a bubble or a piston ( 5a . 6a ), with which the pressure space ( 4 . 10 ) in two chambers ( 4 . 10 ) is shared. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in die erste Kammer (4) ein Hydraulikmedium und in die zweite Kammer (10), die sich auf der zur ersten Kammer (4) entgegengesetzten Seite der Membran, der Blase oder des Kolbens (5a; 6a) befindet, ein gasförmiges Medium geleitet werden kann.Roller according to claim 1, characterized in that in the first chamber ( 4 ) a hydraulic medium and into the second chamber ( 10 ) referring to the first chamber ( 4 ) opposite side of the membrane, the bladder or the piston ( 5a ; 6a ), a gaseous medium can be passed. Walze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckakkumulator aus einem Membrankolbenakkumulator (6) besteht.Roller according to Claim 1 or 2, characterized in that the pressure accumulator consists of a membrane piston accumulator ( 6 ) consists. Walze nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran des Druckakkumulators (6) aus Metall, Gummi, Polymer oder irgendeinem dieser genannten Werkstoffe in faserverstärkter Form besteht.Roll according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the membrane of the pressure accumulator ( 6 ) made of metal, rubber, polymer or any of these materials in fiber-reinforced form. Walze nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckakkumulator aus einem Gummimembran- oder einem Gummiblasenakkumulator (5) besteht.Roll according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the pressure accumulator consists of a rubber membrane or a rubber bubble accumulator ( 5 ) consists. Walze nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran, die Blase oder der Kolben des Druckakkumulators (5; 6) im Druckraum (4, 10) beweglich angeordnet ist.Roller according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the membrane, the bladder or the piston of the pressure accumulator ( 5 ; 6 ) in the pressure chamber ( 4 . 10 ) is movably arranged. Walze nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Walze Mittel (3c, 3d, P) zugeordnet sind, mit denen der Druck und/oder die Menge des gasförmigen Mediums in der zweiten Kammer (10) reguliert werden können.Roller according to any one of Claims 1 to 6, characterized in that the roller is provided with means ( 3c . 3d , P) are associated with which the pressure and / or the amount of the gaseous medium in the second chamber ( 10 ) can be regulated.
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