DE102009055347A1 - Reel winding device - Google Patents

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Rolf van 47647 Haag
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Voith Patent GmbH
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Rofenwickelvorrichtung (R) zum Aufwickeln einer Materialbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn (M), auf mindestens einen Wickelkern, vorzugsweise eine Wickelhülse (4), zu einer Wickelrolle (5) mit Unterstützung mindestens einer, mit der Wickelrolle (5) einen Nip bildenden Walze (1, 2, 3), wobei die Rollenwickelvorrichtung (R) mit wenigstens einem elektronischen Mittel zum Ausgleich von Schwingungen der mindestens einen Walze (1, 2, 3) und/oder der Wickelrolle (5) ausgestattet ist, wobei die mindestens eine Walze (1, 2, 3) durch mindestens einen Antriebsmotor (6) um einen rotatorischen Freiheitsgrad antreibbar ist. Man möchte insbesondere wickelkritische Papiersorten ruhiger und produktiver behandeln können. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Walze (1, 2, 3) in wenigstens einem weiteren Freiheitsgrad steuer- und/oder regelbar ist.The invention relates to a roller coiling device (R) for winding a material web, in particular a paper or cardboard web (M), onto at least one winding core, preferably a winding tube (4), to form a winding roll (5) with the support of at least one with the winding roll ( 5) a nip-forming roll (1, 2, 3), the roll winding device (R) being equipped with at least one electronic means for compensating for vibrations of the at least one roll (1, 2, 3) and / or the winding roll (5) wherein the at least one roller (1, 2, 3) can be driven by at least one drive motor (6) by one rotational degree of freedom. In particular, one would like to be able to handle paper types that are critical to the winding process more calmly and productively. The device according to the invention is characterized in that at least one roller (1, 2, 3) can be controlled and / or regulated in at least one further degree of freedom.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rollenwickelvorrichtung zum Aufwickeln einer Materialbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, auf mindestens einen Wickelkern, vorzugsweise eine Wickelhülse, zu einer Wickelrolle mit Unterstützung mindestens einer, mit der Wickelrolle einen Nip bildenden Walze, wobei die Rollenwickelvorrichtung mit wenigstens einem elektronischen Mittel zum Ausgleich von Schwingungen der mindestens einen Walze und/oder der Wickelrolle ausgestattet ist, wobei die mindestens eine Walze durch mindestens einen Antriebsmotor um einen rotatorischen Freiheitsgrad antreibbar ist Die Erfindung wird im Folgenden im Zusammenhang mit der Behandlung einer Papierbahn erläutert. Sie ist jedoch auch bei anderen Bahnen entsprechend anwendbar, die ähnlich zu handhaben sind. Dabei handelt es sich beispielsweise, jedoch nicht erschöpfend, um Bahnen aus Karton, Kunststoff- oder Metallfolien.The invention relates to a roll winding device for winding a material web, in particular a paper or board web, on at least one winding core, preferably a winding tube, to a winding roll with support at least one roll forming a nip with the winding roll, wherein the roll winding device with at least one electronic means for compensating vibrations of the at least one roller and / or the winding roll is equipped, wherein the at least one roller is driven by at least one drive motor to a rotational degree of freedom The invention will be explained in the following in connection with the treatment of a paper web. However, it is also applicable to other webs that are similar to handle. These are, for example, but not exhaustive, to webs of cardboard, plastic or metal foils.

Papierbahnen werden in relativ großen Breiten von bis zu über 11 m in einer Papiermaschine produziert. Die Produktion erfolgt quasi endlos. Dabei definiert die Warenlaufrichtung der Papiermaschine für alle in der Papierfabrik befindlichen Maschinen und Einrichtungen die Längs- und in horizontaler Ebene senkrecht dazu die Querrichtung. Zur Vereinfachung der vorliegenden Schrift wird im Weiteren an geeigneten Stellen die Längsrichtung als X-Richtung, die Querrichtung als Y-Richtung und die auf einer durch diese beiden Richtungen aufgespannten Ebene senkrecht stehende Höhenrichtung als Z-Richtung bezeichnet. Am Ende der Papiermaschine wird die erzeugte Papierbahn in voller Breite auf einen Wickelkern aufgewickelt. Dieser Wickelkern wird zyklisch, in aller Regel bei laufender Produktion, ersetzt. Die auf diese Weise entstehende, bahnbreite Wickelrolle wird üblicherweise als Mutterrolle oder Volltambour bezeichnet. Um für einen späteren Verwender, beispielsweise eine Druckerei, handhabbar zu sein, muss die auf einer Mutterrolle gewickelte Papierbahn in mehrere parallel verlaufende Teilbahnen geschnitten werden, deren Breiten für den jeweiligen späteren Verwender geeignet sind. Diese Breiten können fallweise stark variieren, so dass die Aufteilung der Papierbahn üblicherweise nach einem individuell definierbaren Schnittmuster vorgenommen wird. Die Teilbahnen werden dann zu Wickelrollen aufgewickelt, die man Teilbahn- oder Fertigrollen nennt und die gemeinsam als sogenannter Rollenwurf ausgegeben werden. Das Schnittmuster ist von Rollenwurf zu Rollenwurf änderbar. Das Längsschneiden und Aufwickeln erfolgt zweckmäßigerweise in einer einzigen Maschine, der sogenannten Rollenschneidmaschine, die für die Zwecke der vorliegenden Anmeldung allgemein als Rollenwickelvorrichtung bezeichnet wird, da beispielsweise auch bei dem reinen Umrollen einer Mutterrolle, ohne Formatänderungen mindestens ein Teil der möglichen Wickelprobleme auftreten kann.Paper webs are produced in relatively large widths of up to more than 11 m in a paper machine. The production is almost endless. In this case, the machine direction of the paper machine defines the longitudinal direction for all machines and devices located in the paper factory and the transverse direction perpendicular thereto in the horizontal plane. To simplify the present document, the longitudinal direction is referred to as the X direction, the transverse direction as the Y direction, and the vertical direction perpendicular to a vertical plane defined by these two directions are referred to as the Z direction. At the end of the paper machine, the paper web produced is wound in full width onto a winding core. This winding core is replaced cyclically, usually during production. The resulting web-width winding roll is commonly referred to as mother roll or full tambour. In order to be manageable for a later user, for example a printing company, the paper web wound on a mother roll has to be cut into several parallel partial webs whose widths are suitable for the respective later user. These widths can vary greatly from case to case, so that the division of the paper web is usually made according to an individually definable pattern. The partial webs are then wound into winding rolls, which are called Teilbahn- or finished rolling and are issued together as a so-called roll throw. The pattern can be changed from roll throw to roll throw. The slitting and winding is advantageously carried out in a single machine, the so-called slitter, which is generally referred to as a reel winder for the purposes of the present application, since, for example, even in the pure rewinding of a mother roll without format changes at least a portion of the possible winding problems can occur.

Eine Rollenschneidvorrichtung besteht im Wesentlichen aus einer Abrolleinrichtung, einer Schneidpartie und einer Aufrolleinrichtung, wobei die Schneidpartie eine entsprechend der möglichen Teilungen angepassten Anzahl von meist scheibenförmig ausgebildeten Schneiden aufweist. Bei der Ausgestaltung einer Rollenschneidvorrichtung unterscheidet der Fachmann zwischen zwei grundsätzlichen Bautypen, nämlich dem Tragwalzenroller und dem Stützwalzenroller.A roll cutting device essentially consists of a unwinding device, a cutting section and a roll-up device, wherein the cutting section has a number of mostly disk-shaped cutters adapted to the possible pitches. In the embodiment of a roll-cutting device, the person skilled in the art distinguishes between two basic types of construction, namely the support roller and the back-up roller.

Kennzeichnend für den Tragwalzenroller-Typ ist eine Aufrolleinrichtung, bei der der gesamte Rollenwurf in einem Wickelbett, das in der Regel aus zwei Tragwalzen besteht, auf Wickelhülsen aufgewickelt wird. Die Wickelhülsen des Rollenwurfes können achslos durch Spann- beziehungsweise Führungsköpfe oder, in selteneren Fällen, durch in die Wickelhülsen eingeführte Wickelwellen gehalten werden. Die Rollen werden gemeinsam, als kompletter Wurf, aufgewickelt. In der Regel geschieht dies mittels einer Umfangswicklung, wozu mindestens eine der beiden Tragwalzen antreibbar ist. Wird eine Wickelwelle verwendet kann auch eine Zentrumswicklung oder eine Kombination von beidem stattfinden.Characteristic of the carrier roller type is a retractor, in which the entire roll throw in a winding bed, which usually consists of two support rollers, is wound on winding tubes. The winding tubes of the roller throw can be held by means of tensioning or guiding heads or, in rarer cases, through winding shafts inserted into the winding tubes. The rolls are wound up together, as a complete throw. As a rule, this is done by means of a circumferential winding, for which purpose at least one of the two support rollers can be driven. If a winding shaft is used, a center winding or a combination of both can also take place.

In einer für den Stützwalzenroller-Typ kennzeichnenden Aufrolleinrichtung wird jede einzelne zu wickelnde Rolle in einer eigenen Wickelstation gewickelt. Die Rollen stützen sich während des Wickelvorgangs auf einer Stützwalze ab. Je nach Bauart werden ein bis zwei Stützwalzen und fallweise zusätzliche Stützrollen verwendet. Die Teilbahn-beziehungsweise Fertigrollen werden in ihren Wickelstationen auf Wickelhülsen gewickelt, die jeweils von einem eingeführten Paar Spann-beziehungsweise Führungsköpfen gehalten werden. Die Rollen. werden entweder über diese Spann-beziehungsweise Führungsköpfe mit Zentrumswicklung oder über die mindestens eine Stützwalze mit Umfangswicklung oder kombiniert angetrieben.In a roll-up type characterizing the backup roller type, each individual roll to be wound is wound in a separate winding station. The rollers are supported during the winding process on a support roller. Depending on the design, one to two back-up rolls and occasionally additional support rolls are used. The partial web or finished rolls are wound in their winding stations on winding tubes, which are each held by an imported pair of clamping or guide heads. The roles. are driven either via these clamping or guide heads with center winding or on the at least one support roller with circumferential winding or combined.

Im Sinne der vorliegenden Schrift werden auch mit einem Band umschlungene und/oder um die sich bildenden Wickelrollen aus einer Trag- in eine Stützposition bewegbare Wickelwalzen als Trag- oder Stützwalzen verstanden.For the purposes of the present specification, winding rolls wound around a band and / or around the forming winding rolls from a support into a support position are also understood to mean supporting or supporting rolls.

Beide Maschinentypen verwenden im Allgemeinen zusätzliche Andruckwalzen, die insbesondere im Anfangsstadium jeder Wicklung für ein gewünschtes Maß an Wickelhärte sorgen.Both machine types generally use additional pinch rollers which provide a desired level of winding hardness, especially at the initial stages of each winding.

Die Typenfestlegung der zu verwendenden Rollenwickelvorrichtungen ist in der Regel von der herzustellenden Papiersorte und der gewünschten Wickelqualität abhängig. Unabhängig davon steht der Betreiber einer Papierfabrik einer anderen, grundsätzlichen Problematik gegenüber:
Zur Sicherung der Wettbewerbsfähigkeit und zur Erreichung einer hohen Produktivität ist man bestrebt, hohe Produktionsgeschwindigkeiten zu erreichen. Dabei haben sich alle in der Produktionskette einer Papierfabrik befindlichen Vorrichtungen beziehungsweise Maschinen an der durch die Papiermaschine vorgegebenen Produktionsgeschwindigkeit beziehungsweise deren Produktionsausstoß zu orientieren. Da eine Papiermaschine, von Störungsfällen einmal abgesehen, kontinuierlich arbeitet, ist es für eine diskontinuierlich arbeitende Rollenwickelvorrichtung schwierig, der vorgelegten Geschwindigkeit zu folgen, da Rüst-, Beschleunigungs- und Verzögerungszeiten entsprechend der Aufgabe der Formatreduzierung relativ häufig anfallen und deshalb nur durch deutlich höhere Produktionsgeschwindigkeiten auszugleichen sind.
The type specification of the reel winders to be used is usually dependent on the type of paper to be produced and the desired winding quality. Regardless of this the operator of a paper mill faces another, fundamental problem:
To ensure competitiveness and achieve high productivity, efforts are being made to achieve high production speeds. In this case, all devices or machines located in the production chain of a paper factory have to be oriented to the production speed or their production output predetermined by the paper machine. As a paper machine, apart from failure cases, works continuously, it is difficult for a discontinuous roll winder to follow the speed provided, since set-up, acceleration and deceleration times are relatively frequent in accordance with the task of size reduction and therefore only by significantly higher production speeds are to be compensated.

Solche hohen Anforderungen an die Wickelgeschwindigkeiten bergen jedoch ein hohes Gefährdungspotential auf Grund auftretender Schwingungen. Der zu erzeugende Wickel nimmt kaum eine ideale runde Form an. Kleine Wickelfehler, beispielsweise auf Grund leichter Profilschwankungen der zu wickelnden Papierbahn, addieren sich bei jeder vollen Umwicklung. Im weiteren Verlauf bilden die Wickelrollen in diesen Bereichen Verhärtungen aus. Auf Grund der periodischen Wiederkehr der jeweiligen Wickelfehler des rotierenden Wickels, bilden sich in Abhängigkeit von dessen Umfang und Umfangsgeschwindigkeit Schwingungen entsprechender Frequenz aus.However, such high demands on the winding speeds involve a high risk potential due to vibrations occurring. The winding to be produced hardly assumes an ideal round shape. Small winding errors, for example, due to slight profile fluctuations of the paper web to be wound, add up with each full wrapping. In the further course, the winding rollers form hardenings in these areas. Due to the periodic recurrence of the respective winding defects of the rotating coil, vibrations of corresponding frequency are formed depending on its circumference and peripheral speed.

Mit zunehmender Produktionsgeschwindigkeit wird die Erregerfrequenz immer größer (bei steigender Umfangsgeschwindigkeit durchläuft dieselbe Position des Wickels immer häufiger denselben Wickelspalt) und die Erregeramplitude wird immer heftiger (gleichzeitig wächst mit zunehmendem Wickelrollendurchmesser auch dessen Unebenheit und das wirksames Gewicht). Dabei nimmt die Wahrscheinlichkeit stark zu, dass sich während dieses komplexen Prozesses Schwingungen ausbilden, die (über ganzzahlige Harmonische) geeignet sind, mit den Tragwalzen der Rollenwickelvorrichtung Resonanzen auszubilden, die zu einem heftigen, teilweise raschen „Aufschaukeln” der gesamten Maschine führen können. Wie bekannt, können dabei im Extremfall Wickel aus dem Wickelbett ausgeworfen werden.With increasing production speed, the excitation frequency is always greater (with increasing peripheral speed, the same position of the winding more and more often passes through the same winding gap) and the exciter amplitude is increasingly violent (at the same time as its winding diameter and its unevenness and the effective weight increases). In this case, the probability increases greatly that form during this complex process vibrations that are suitable (via integer harmonics) to form resonances with the support rollers of the reel winder, which can lead to a fierce, sometimes rapid "rocking" of the entire machine. As is known, in extreme cases, windings can be ejected from the winding bed.

Bei heute angestrebten Produktionsgeschwindigkeiten von 3000 m/min besteht kaum noch die wirtschaftlich nutzbare Möglichkeit die Eigenfrequenzen der beteiligten Tragwalzen derart auszulegen, dass eine mögliche Eigenstimmulierung des Systems zuverlässig ausgeschlossen werden kann.With today aimed at production speeds of 3000 m / min is hardly the economically viable option to interpret the natural frequencies of the support rollers involved so that a possible Eigenstimmulierung the system can be reliably excluded.

Überlagernd dazu treten noch weitere Schwingungsproblematiken auf. Beispielsweise nimmt die sich bildende Wickelrolle den Zustand eines anisotropen Rotors an. Ursächlich dafür sind Querprofilschwankungen der Papierbahn, die sich bei jeder Umwicklung addieren. Es kann dann bei jeder Umdrehung auch zu Kontaktverlusten oder mindestens unterschiedlichen Linienlasten kommen. Über papiertechnologische Zusammenhänge, wie Kompressibilität oder Reibwert der Bahn, bilden sich dann inhomogene Rollen aus.
Bereits bei einer halbkritischen Geschwindigkeit, die etwa der halben Resonanzdrehzahl der Rolle entspricht, kommt es zu starken Verformungen der Rolle. Diese Verformungen werden auch als s2-Schlag oder 2f-Schlag bezeichnet. Sie stehen abermals in massiver Wechselwirkung mit den anderen am gesamten Wickelsystem beteiligten Komponenten und können mitverantwortlich für einen exzentrischen Rollenaufbau sein.
Overlaying this occurs even more vibration problems. For example, the forming winding roll assumes the state of an anisotropic rotor. The reason for this are transverse profile fluctuations of the paper web, which add up with each wrapping. It can then come with each revolution also contact losses or at least different line loads. Paper-technological correlations, such as compressibility or coefficient of friction of the web, then lead to inhomogeneous roles.
Already at a semi-critical speed, which corresponds to about half the resonance speed of the role, it comes to strong deformation of the role. These deformations are also referred to as s2-stroke or 2f-stroke. They are again in massive interaction with the other components involved in the entire winding system and may be jointly responsible for an eccentric roller structure.

Zur Bekämpfung der daraus resultierenden Schwingungen und der dann folgenden Schäden ist es bekannt eine auf den oder die zu wickelnden Wickel einwirkende Walze zu dämpfen um einem, sich bildenden Schwingungsprozess Energie zu entziehen. Ferner ist es bekannt mittels der Auflagewalze beruhigend auf die Wickelrollen einzuwirken. Dabei verfolgt man meist das durch Verlagerung der Auflagewalze die Wickelrollen geometrisch zu stabilisieren. Die noch unveröffentlichte Patentanmeldung DE 10 2008 053 931 der Anmelderin, sieht zudem eine Einflussnahme mittels in die Auflagewalze integrierten Tilgern auf die Wickelrollen vor.In order to combat the resulting vibrations and the subsequent damage, it is known to dampen a roll acting on the winding or rolls to be wound in order to extract energy from a vibration process forming. Further, it is known to act reassuringly on the bobbins by means of the platen roller. One usually follows this by geometrically stabilizing the winding rollers by shifting the platen roller. The still unpublished patent application DE 10 2008 053 931 the applicant, also provides an influence by means integrated in the support roller Tilgern on the bobbins before.

Insbesondere bei wickelkritischen Papiersorten, also bei Papiersorten deren Reibbeiwert über 0,55 und im Besonderen über 0,7 liegt, ist unter hohen Produktionsgeschwindigkeiten der Wickelaufbau im Ergebnis häufig immer noch nicht zufrieden stellend. Daraus abgeleitet ist die Produktivität, das heißt in erster Linie die Wickelgeschwindigkeit, kaum über ein sicher umsetzbares Maß von 2800 m/min steigerbar.Particularly in the case of paper grades critical for winding, that is to say for paper types whose coefficient of friction is above 0.55 and in particular above 0.7, the winding structure as a result is frequently still unsatisfactory under high production speeds. From this, the productivity, that is primarily the winding speed, can barely be increased beyond a safely implementable level of 2800 m / min.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Rollenwickelvorrichtung zum Wickeln von Materialbahnen zur Verfügung zu stellen, mittels der insbesondere wickelkritische Papiersorten ruhiger und produktiver behandelbar sind.It is the object of the invention to provide a roll winding device for winding material webs, by means of which, in particular, winding-critical paper grades are more quietly and more productively treatable.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Rollenwickelvorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass mindestens eine Walze in der Bewegungsrichtung wenigstens eines weiteren Freiheitsgrades mittels einer Steuer-/Regelungseinheit (9) steuerbar und/oder regelbar ist.According to the invention, this object is achieved in a roller winding device of the type mentioned above in that at least one roller in the direction of movement of at least one further degree of freedom by means of a control unit ( 9 ) is controllable and / or controllable.

Auf diese Weise wird es möglich, mittels ein und desselben Nips, Schwingungszuständen entgegenzuwirken, die aus zwei sich überlagernden Schwingungsarten, beispielsweise Drehschwingungen und Vertikalschwingungen, bestehen. Entsprechend sind unter den Freiheitsgraden der Walzen die translatorischen Bewegungsrichtungen in X-, Y-, und Z-Richtung sowie die Rotationsrichtungen um diese Achsen zu verstehen.In this way it becomes possible, by means of one and the same nip, to counteract vibrational states consisting of two overlapping ones Vibration types, such as torsional vibrations and vertical vibrations exist. Accordingly, among the degrees of freedom of the rollers, the translational movement directions in the X, Y, and Z directions and the directions of rotation about these axes are to be understood.

Bevorzugt ist mindestens eine antreibbare Walze in der Bewegungsrichtung wenigstens eines weiteren Freiheitsgrades steuerbar und/oder regelbar.Preferably, at least one drivable roller can be controlled and / or regulated in the direction of movement of at least one further degree of freedom.

Auf diese Weise erweitert sich das Einflusspektrum erheblich, da der Steuerungs-Regelungsbereich bezogen auf den rotatorischen Freiheitsgrad der Walze um die Y-Richtung nicht auf eingespeiste Fremdenergie angewiesen ist und die im Nip wirkenden Umfangskräfte stets autark beeinflusst werden können.In this way, the influence spectrum expands considerably, since the control-regulation range is not dependent on injected external energy in relation to the rotational degree of freedom of the roller about the Y-direction and the circumferential forces acting in the nip can always be influenced autonomously.

Es ist von großem Vorteil, wenn mindestens eine Walze in wenigstens zwei weiteren Freiheitsgraden steuerbar und/oder regelbar ist.It is of great advantage if at least one roller can be controlled and / or regulated in at least two further degrees of freedom.

Auf diese Weise wird es möglich, mittels ein und desselben Nips, Schwingungszuständen entgegenzuwirken, die aus mehr als zwei sich überlagernden Schwingungsarten bestehen. Dabei lassen sich auch Spannungsdivergenzen in der zu wickelnden Materialbahn flächig vergleichmäßigen. Dieser Effekt ist insbesondere bei den viskoelastischen Papierbeziehungsweise Kartonbahnen recht wirkungsvoll einzusetzen.In this way it becomes possible, by means of one and the same nip, to counteract vibrational states which consist of more than two superimposed modes of vibration. In this case, even voltage divergences in the material web to be wound can be evenly compared. This effect can be used quite effectively, particularly in the case of the viscoelastic paper or board webs.

Weiter ist es von Vorteil, wenn mindestens eine Walze in der Bewegungsrichtung wenigstens eines der Freiheitsgrade in einem statischen und einem periodischen Anteil steuerbar und/oder regelbar ist.Furthermore, it is advantageous if at least one roller can be controlled and / or regulated in the direction of movement of at least one of the degrees of freedom in a static and a periodic component.

Unter dem Begriff „statisch” soll hier selbstverständlich kein dauerhaft unveränderter Zustand verstanden werden. Der statische Anteil ist hier regelungstechnisch zu verstehen und gibt beispielsweise die planmäßige Steuerung an Hand der vorgesehenen Regelungskurve wieder. Bezogen auf die Walze einer Rollenwickelvorrichtung beinhaltet eine solche Kurve meist eine Beschleunigungsphase, eine Phase konstanter Geschwindigkeit und eine Verzögerungsphase. Bezogen auf eine Dämpfungseinrichtung bezieht sich der statische Anteil auf die aktive oder passive Dämpfung der momentan anliegenden resultierenden Schwingung, während der periodische Anteil einer, dieser Schwingung überlagerten, meist höherfrequenten, Schwingung entspricht. Auf Grund dieses Verhältnisses spricht die vorliegende Schrift auch von Makroschwingungsbereichen und Mikroschwingungsbereichen, wobei die Makroschwingungsbereiche die üblicherweise wahrgenommenen, resultierenden Schwingungen beschreiben sollen, während unter den Mikroschwingungen überlagerte Schwingungen, meist höherer Frequenz und geringerer Amplitude, verstanden werden.Of course, the term "static" should not be understood here as a permanently unchanged state. The static component is to be understood here as a control technology and, for example, reflects the planned control using the provided control curve. With respect to the roller of a reel-winding apparatus, such a curve usually includes an acceleration phase, a constant-speed phase and a deceleration phase. Relative to a damping device, the static component refers to the active or passive damping of the currently applied resulting vibration, while the periodic component of one, this vibration superimposed, usually higher-frequency, vibration corresponds. Based on this ratio, the present document also speaks of macro-vibration ranges and micro-vibration ranges, the macro-vibration ranges are to describe the commonly perceived, resulting vibrations, while under the micro-vibrations superimposed vibrations, usually higher frequency and lower amplitude, are understood.

Auf diese Weise lässt sich mittels ein und desselben Nips zusätzlich in einem Makro- oder einem Mikroschwingungsbereich auf den Wickelaufbau einwirken. Somit lassen sich entweder bereits kleinste Anfangserregungen oder kritische Schwingbewegungen wirksam bekämpfen.In this way, one and the same nip can additionally act on the winding structure in a macro or micro-vibration range. Thus, either even the smallest initial excitations or critical oscillatory movements can be effectively combated.

Werden in bevorzugter Weise mehrere Freiheitsgrade in statischen und periodischen Anteilen gesteuert/geregelt, ist es möglich, mittels ein und desselben Nips, zusätzlich in wenigstens einem Makro- und/oder wenigstens einem Mikrobereich auf den Wickelaufbau einzuwirken. Somit lassen sich verschiedenste Erregungen wirksam bekämpfen.If a plurality of degrees of freedom in static and periodic portions are controlled / regulated in a preferred manner, it is possible, by means of one and the same nips, additionally to act on the winding structure in at least one macro and / or at least one micro region. Thus, a variety of excitements can be effectively combat.

Insbesondere lassen sich sowohl bereits kleinste Anfangserregungen wie auch kritische Schwingbewegungen wirksam bekämpfen.In particular, even the smallest initial excitations as well as critical oscillatory movements can be effectively combated.

Auch können im weiteren Verlauf des Wickelprozesses sowohl auf die besonders einflussreichen Makroschwingungen Einfluss genommen werden, von denen die üblicherweise wahr genommenen Qualitätseinbußen beziehungsweise Beschädigungen an der Wickelrolle sowie Gefährdungen oder Beschädigungen an der Rollenwickelvorrichtung und ihren Umfeldes ausgehen. Ebenso kann gleichzeitig auf sich diesen Schwingungen überlagernden Mikroschwingungen Einfluss genommen werden, die maßgeblich für die weitere Entwicklung der Schwingungen sind. Auf diese Weise kann also einem aktuellen Gefahrenstand entgegengewirkt werden und gleichzeitig, keimende Schwingungsentwicklungen gestört werden.In the further course of the winding process, influence can also be exerted on the particularly influential macrovibrations, from which the usually perceived loss of quality or damage to the winding roll as well as hazards or damage to the roll winding device and its surroundings emanate. At the same time, it is also possible to exert influence on micro vibrations which overlap these oscillations, which are decisive for the further development of the oscillations. In this way, a current danger level can be counteracted and at the same time, germinating oscillation developments can be disturbed.

Mit Vorteil ist mindestens eine Walze mittels eines feedback- und/oder eines feedforward Einflusses steuerbar und/oder regelbar.Advantageously, at least one roller can be controlled and / or regulated by means of a feedback and / or a feedforward influence.

Somit lassen sich Aktion und Reaktion in geeigneter Weise im Wickelprozess einsetzen, um Schwingungen je nach Phasenlage zu dämpfen.Thus, action and reaction can be suitably used in the winding process to dampen vibrations depending on the phase position.

Bevorzugt ist wenigstens der periodische Anteil hochfrequent steuerbar und/oder regelbar.Preferably, at least the periodic component is high-frequency controllable and / or controllable.

Mikroerregungen treten meist hochfrequent und mit minimalen Amplituden auf. Ihnen läßt sich mit hochfrequenten Regelungsmechanismen am besten begegnen. Dabei kann es durchaus bevorzugt sein, Frequenzen größergleich 8 Hz, insbesondere Frequenzen größergleich 10 Hz einzusetzen.Micro-excitations usually occur at high frequency and with minimal amplitudes. You can best address them with high-frequency control mechanisms. It may well be preferable to use frequencies equal to 8 Hz, in particular frequencies equal to 10 Hz.

Auch ist es von Vorteil, wenn mindestens eine der Walzen, insbesondere die Andruckwalze zur Beruhigung der Wickelrolle um ihre eigene Achse derart antreibbar ist, dass der statische Anteil der Umfangsgeschwindigkeit der sich ausbildenden Wickelrolle entspricht, und der periodische Anteil einer, durch eine Schaukelbewegung der Wickelrolle induzierten, überlagerten Drehschwingung der Andruckwalze entspricht.Also, it is advantageous if at least one of the rollers, in particular the pressure roller for calming the winding roll about its own axis is driven in such a way that the static portion of Circumferential speed of the forming winding roll corresponds, and the periodic proportion of a, induced by a rocking motion of the winding roll, superimposed torsional vibration of the pressure roller corresponds.

Dies hat sich in Versuchen als besonders geeignete Maßnahme erwiesen, um auch aus wickelkritischen Papieren Wickelrollen von hoher Qualität unter hohen Geschwindigkeiten prozesssicher wickeln zu können, da ein derartiges Wickelverfahren den, insbesondere durch die sich bildenden Wickelrollen induzierten, Erregungsprozess widerspiegelt. Somit lassen sich die vorliegenden Schwingungen sehr gut eliminieren und Schaukelbewegungen der Wickelrollen werden wirksam unterbunden.This has proven in tests to be a particularly suitable measure to be able to wind winding rolls of high quality under high speeds reliably even from winding-critical papers, since such a winding method, in particular by the forming winding rollers induced excitation process reflects. Thus, the present vibrations can be very well eliminated and rocking movements of the winding rolls are effectively prevented.

Mit besonderem Vorteil ist der periodische Anteil phasenverschoben einsteuerbar oder einregelbar.With particular advantage, the periodic component can be adjusted in phase or adjusted in phase.

Auf diese Weise lässt sich einem weiteren Aufkeimen der Mikroschwingungen, insbesondere einem Übergang aus Mikro- zu Makroschwingungen, besonders wirksam entgegnen.In this way, a further germination of the microvibrations, in particular a transition from micro to macro vibrations, can be counteracted particularly effectively.

Auch kann es von bevorzugt sein, dass mindestens die periodischen Anteile der Bewegungssteuerung/-regelung mindestens zweier Walzen gegenphasig zueinander ausrichtbar sind.It may also be preferred that at least the periodic components of the motion control of at least two rollers can be aligned in opposite phase to one another.

Versuche haben in ganz überraschender Weise bei einer derartigen Konstellation besonders gute Dämpfungswirkungen gezeigt, obwohl theoretisch eine der Walzen zum weiteren Aufschaukeln des Schwingungssystems beitragen müsste.Experiments have shown quite surprisingly in such a constellation particularly good damping effects, although theoretically one of the rollers would have to contribute to further rocking of the vibration system.

Von besonderem Vorteil kann es auch sein, wenn mindestens eine der Walzen, insbesondere mindestens die Andruckwalze, einen elastischen Bezug aufweist.It may also be of particular advantage if at least one of the rollers, in particular at least the pressure roller, has an elastic cover.

Auf diese Weise lässt sich eine besonders gute Übertragung und eine hohe Kontaktsicherheit im Nip sicherstellen. Da die Andruckwalze mit besonders großem Hebelarm auf die sich, um die Wickelkerne oder um eine imaginäre Achse im Wickelbett bewegenden, insbesondere schaukelnden, Wickelrollen einwirkt und die Andruckwalze auch das geringste Trägheitsmoment aufweist, eignet sie sich besonders gut zur Einflussnahme.In this way, a particularly good transmission and a high contact reliability in the nip can be ensured. Since the pressure roller with a particularly large lever arm acts on the, around the hubs or about an imaginary axis in the winding bed moving, in particular rocking, winding rollers and the pressure roller also has the lowest moment of inertia, it is particularly suitable for influencing.

Es ist von Vorteil, wenn mindestens eine der Walzen, insbesondere mindestens die Auflagewalze, segmentiert antriebbar und insbesondere auch steuerbar und/oder regelbar ist.It is advantageous if at least one of the rollers, in particular at least the support roller, is driven segmented and in particular also controllable and / or controllable.

Bei heute üblicherweise zu bearbeitenden Materialbahnbreiten von 6 Metern bis über 11 Metern ist es zur Erreichung drehsteifer Antriebseinheiten, die auch zur hochfrequenten Steuerung oder Regelung geeignet sind, sinnvoll, mehrere kleinere Antriebe entlang der Y-Achse zu verteilen. Ist eine segmentiert, ist es sinnvoll, wenn jedes einzelne Element durch einen eigenen Antrieb angetrieben wird, um besonders gute Voraussetzungen für ein ideales Wirkungsfeld bereit zu stellen.For material web widths from 6 meters to more than 11 meters, which are usually to be processed today, it is sensible to distribute several smaller drives along the Y axis in order to achieve torsionally stiff drive units which are also suitable for high-frequency control or regulation. If a segmented one, it makes sense if each individual element is driven by its own drive in order to provide particularly good conditions for an ideal field of action.

Auf diese Weise lassen sich auch kürzere Walzensegmente einsetzen, die in Y-Richtung kürzer als die Materialbahnbreite sind. Hierdurch ist die Steifigkeit der Walzen vorteilhaft beeinflussbar und daraus Synergieeffekte zu den oben genannten Vorteilen erzielbar.In this way, shorter roller segments can be used, which are shorter than the material web width in the Y direction. As a result, the rigidity of the rollers can be advantageously influenced and from this synergy effects to the above-mentioned advantages can be achieved.

Ferner ist es von großem Vorteil, wenn mittels mindestens eines Sensors das Vorhandenensein von Nipkontakt ermittelbar ist.Furthermore, it is of great advantage if the presence of nip contact can be determined by means of at least one sensor.

Zwischen den sich im Wickelprozess ausbildenden Wickelrollen und den auf sie einwirkenden Walzen kann es während des Wickelprozesses zu Kontaktverlust kommen. Dieser Kontaktverlust kann periodisch wiederkehrend auftreten und ist dann schwingungsinduziert und häufig auch nur latent. Insbesondere zwischen Wickelrolle und Andruckwalze kann es aber auch ab einem gewissen Wickelrollendurchmesser beziehungsweise ab einer gewissen Anzahl von Materialbahnlagen auf der Wickelrolle zu, in Y-Richtung zumindest abschnittsweise längerem Verlust des Nipkontakts kommen.There may be a loss of contact between the winding rollers forming in the winding process and the rollers acting on them during the winding process. This loss of contact can occur periodically recurring and is then vibration induced and often only latent. In particular, between winding roll and pressure roller but it can also come from a certain winding roll diameter or from a certain number of material web layers on the winding roll, in the Y direction at least partially longer loss of Nipkontakts.

Walze und Wickelrolle stehen jedoch nur bei Nipkontakt in Wechselwirkung zueinander. Deshalb ist es insbesondere bei schwingungsreduzierenden Maßnahmen wichtig, über das Vorhandensein von Nipkontakt diskret oder kontinuierlich informiert zu werden.However, the roller and the winding roller interact with each other only when the nip contact is established. Therefore, it is important, especially in vibration-reducing measures, to be informed discreetly or continuously about the presence of nip contact.

Somit lassen sich beispielsweise „Bremsspuren” auf der Materialbahnoberfläche” verhindern.Thus, for example, "skid marks" on the material web surface "can be prevented.

Bevorzugt ist mindestens eine Walze mit einer aktiven oder passiven Dämpfungseinrichtung dämpfbar.Preferably, at least one roller with an active or passive damping device can be damped.

Ebenso bevorzugt kann mindestens eine Walze mit einer aktiven oder passiven Tilgungseinrichtung dämpfbar sein.Also preferably, at least one roller with an active or passive repayment device can be damped.

Dabei kann es von Vorteil sein, wenn mindestens eine Walze, insbesondere die Auflagewalze, segmentweise mittels der Dämpfungseinrichtung oder der Tilgungseinrichtung dämpfbar ist.It may be advantageous if at least one roller, in particular the support roller, segmentally by means of the damping device or the repayment device is damped.

Während es bei zuvor genannten Ausführungsformen in der Praxis in bevorzugter Weise, jedoch nicht erschöpfend, um schwingungsreduzierende Maßnahmen ging, die mittels der Antriebseinrichtung erzielt werden können, stellen die letztgenannten drei Ausgestaltungen Möglichkeiten zur überlagerten Einwirkung mittels insbesondere um einen linearen Freiheitsgrad bewegbaren Dämpfungsbeziehungsweise Tilgungseinrichtungen dar. Auch hier können alle vorhandenen Nips wirksam genutzt werden.While in previous embodiments in practice, preferably, but not exhaustively, went to vibration-reducing measures that can be achieved by means of the drive means, provide The latter three embodiments possibilities for superimposed action by means in particular by a linear degree of freedom movable Dämpfungsbeziehungsweise eradication devices. Again, all existing nips can be used effectively.

Diese Maßnahmen bieten deshalb ein besonders hohes Potenzial nutzbarer Synergieeffekte, weil sich die zunächst um Rotationsachsen bewegenden Schwingungen aus Niprichtung auf die Lager der Walzen durchstellen und sich hier lineare Wirkungskomponenten ergeben, denen, sowohl im Makro-, wie im Mikrobereich, massebehaftet also hauptsächlich im niederfrequenten, wie im hochfrequenten Schwingungsbereich, wirksam begegnet werden kann.These measures therefore offer a particularly high potential for useful synergy effects, since the oscillations of the nip direction, which initially move around axes of rotation, penetrate the bearings of the rollers and result in linear components of action which, in the macro as well as in the micro range, are mass-laden, ie mainly in the low-frequency range , as in the high-frequency vibration range, can be effectively countered.

Auch kann es fallweise von zusätzlichem Vorteil sein, wenn eine Walze, insbesondere die Auflagewalze gesamtheitlich und/oder segmentweise entlang der Umfangsrichtung der Wickelrolle bewegbar angeordnet ist.It may also be occasionally of additional advantage if a roller, in particular the support roller is arranged to be movable in entirety and / or in segments along the circumferential direction of the winding roller.

Auf diese Weise ist eine zusätzliche geometrische Stabilisierung der Wickelrollen möglich, wobei die sich daraus ergebenden Synergieeffekte zum prozesssicheren Betreiben des Wickelprozesses genutzt werden können.In this way, an additional geometric stabilization of the winding rolls is possible, with the resulting synergy effects can be used for process reliable operation of the winding process.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung.Further advantageous embodiments will become apparent from the description and the drawings.

Nachstehend wird die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel anhand der einzigen Figur näher beschrieben.The invention will be described in detail in an embodiment with reference to the single figure.

Als Ausschnitt einer Rollenwickelvorrichtung R ist ein Aufwickelbereich dargestellt, der zwei Tragwalzen 1, 2 aufweist, von denen mindestens eine angetrieben ist. Die Tragwalzen 1, 2 bilden ein Walzenbett, in dem mehrere in Y-Richtung neben einander liegende Wickelrollen 5 während des Aufwickelns auf den Tragwalzen 1, 2 aufliegen. Von einer nicht dargestellten Längsschneideinrichtung wird eine Materialbahn M, insbesondere eine Papier- oder Kartonbahn, vor dem Aufwickeln in mehrere Einzelbahnen geschnitten, die anschließend durch den Nip zwischen den Tragwalzen 1, 2 oder seitlich um den Mantel einer der beiden Tragwalzen 1, 2 herum in das Walzenbett geführt werden, wo sie auf fluchtend aufgereihte Hülsen 4 aufgewickelt werden. Die Tragwalzen 1, 2 bilden jeweils einen Nip mit der Wickelrolle 5.As a section of a reel winding device R a take-up area is shown, the two support rollers 1 . 2 has, of which at least one is driven. The carrier rolls 1 . 2 Form a roll bed in which several in the Y direction next to each other bobbins 5 during winding on the support rollers 1 . 2 rest. From a longitudinal cutting device, not shown, a material web M, in particular a paper or board web, cut before winding into a plurality of individual webs, which then through the nip between the support rollers 1 . 2 or laterally around the jacket of one of the two support rollers 1 . 2 are guided around in the roll bed, where they aligned on aligned sleeves 4 be wound up. The carrier rolls 1 . 2 each form a nip with the winding roll 5 ,

Eine Auflagewalze 3 bildet, im dargestellten Fall über einen elastischen Bezug 8, einen zusätzlichen Nip mit der Wickelrolle 5 aus. Dabei ist die Auflagewalze 3 in Y-Richtung segmentiert und jedes einzelne Segment wird durch einen eigenen, drehsteifen Antriebsmotor 6 angetrieben. Im dargestellten Beispiel sind auch die Tragwalze 1 und die Tragwalze 2 durch einen innerhalb ihres Walzenmantels angeordneten Antriebsmotor 6 angetrieben. Zur Erfüllung des erfinderischen Gedankens ist es jedoch vollkommen ausreichend, wenn mindestens eine der Walzen 1, 2, 3 angetrieben ist. Beispielsweise lässt sich die Erfindung nämlich auch dann einsetzen, wenn lediglich eine einzige Walze als Stützwalze für die in Längsrichtung geschnittenen Papier-Teilbahnen eingesetzt wird. In diesem Fall stützen sich die einzelnen Wickelrollen 5 üblicherweise im Wechsel in einer Elf-Uhr- und in einer Ein-Uhr-Position gegenüber der als Stützwalze fungierenden Walze 1, 2, 3 ab. Anstelle der Elf-Uhr- und der Ein-Uhr-Positionen können sich die Wickelrollen 5 aber natürlich auch an anderen, jeweils einander symmetrisch gegenüberliegenden Positionen im Bereich der beiden oberen Quadranten der Stützwalze befinden.A platen roller 3 forms, in the case illustrated via an elastic cover 8th , an additional nip with the winding roll 5 out. Here is the support roller 3 Segmented in the Y direction and each segment is a separate, torsionally stiff drive motor 6 driven. In the example shown are also the support roller 1 and the carrier roll 2 by a drive motor arranged within its roller shell 6 driven. To fulfill the inventive concept, however, it is perfectly sufficient if at least one of the rolls 1 . 2 . 3 is driven. For example, the invention can be used even if only a single roller is used as a support roller for the cut longitudinally paper webs. In this case, the individual bobbins are based 5 usually alternately in an eleven o'clock position and in a one o'clock position with respect to the roller acting as a back-up roller 1 . 2 . 3 from. Instead of eleven o'clock and one o'clock positions, the bobbins can 5 but of course also at other, each symmetrically opposite positions in the region of the two upper quadrants of the support roller are.

Es ist auch denkbar, dass eine Walze 1, 2, 3 mittels eines externen Antriebsmotors angetrieben wird. Wichtig ist lediglich, dass die Anbindung des Antriebsmotors an die Walze von hoher Steifigkeit ist, Änderungen in der Antriebsleistung (Motorstrom, Drehmoment, Drehzahl) schnell und unverfälscht an die Walze durchgestellt werden.It is also conceivable that a roller 1 . 2 . 3 is driven by an external drive motor. It is only important that the connection of the drive motor to the roller of high rigidity, changes in the drive power (motor current, torque, speed) are passed through the roller quickly and unadulterated.

Ferner können im Bereich der Walzenachse und/oder innerhalb des Walzenmantels der Tragwalzen 1, 2 Sensoren zur Erfassung von Vertikalschwingungen der Wickelrolle 5, von Schwingungen in Niprichtung und von Torsionsschwingungen, d. h. in tangentialer Richtung der Tragwalzen 1, 2, vorhanden sein. Bevorzugt ist wenigstens eine Walze 1, 2, 3 mit wenigstens einem Sensor 7 zur Erfassung vorhandenen Nipkontakts ausgestattet. Der Sensor 7 kann als optischer Sensor ausgelegt sein. Im dargestellten Beispiel ist er jedoch als Belastungssensor ausgelegt und steht mit den jeweiligen Walzenmänteln in Kontakt. Hierbei ist es denkbar, dass der Sensor 7 umfänglich mehrere diskrete Abschnitte überwachen kann. Es ist jedoch bevorzugt, dass der Sensor derart gestaltet ist, dass er zur Erfassung der gesamten Walzenoberfläche geeignet ist und so jeden Kontaktverlust, wie er in der Figur zur Veranschaulichung durch den offenen Spalt h dargestellt ist, im jeweiligen Nip zwischen den einzelnen Walzen und den Wickelrollen 5 erfassen kann. Durch geeigneten Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens sind derartige Kontaktverluste weitgehend vermeidbar. Im Speziellen sind schwingungsinduzierte Kontaktverluste vermeidbar oder wenigstens reduzierbar. Kontaktverluste der Auflagewalze 3 auf Grund von Querprofilschwankungen sind schwerer zu verhindern. Ein Feststellen eines Kontaktverlustes im Nip zwischen Andruckwalze 3 beziehungsweise einem Segment der Andruckwalze 3 und der Wickelrollen 5 kann dann aber wichtige Informationen für die weitere Regelungsstrategie liefern. Dazu steht der mindestens eine Sensor mit einer Steuer-/Regelungseinheit 9 in Kontakt.Furthermore, in the region of the roll axis and / or within the roll shell of the support rolls 1 . 2 Sensors for detecting vertical vibrations of the winding roll 5 , of oscillations in the nip direction and of torsional vibrations, ie in the tangential direction of the support rollers 1 . 2 , to be available. At least one roller is preferred 1 . 2 . 3 with at least one sensor 7 equipped to detect existing Nipkontakts. The sensor 7 can be designed as an optical sensor. In the example shown, however, it is designed as a load sensor and is in contact with the respective roller shells. It is conceivable that the sensor 7 circumferentially several discrete sections can monitor. However, it is preferred that the sensor is designed to be suitable for detecting the entire roll surface, and thus any contact loss, as illustrated in the figure for clarity by the open gap h, in the respective nip between the individual rolls and wound rolls 5 can capture. By suitable use of the method according to the invention such contact losses are largely avoidable. In particular, vibration-induced contact losses are avoidable or at least reducible. Contact losses of the platen roller 3 due to cross profile variations are harder to prevent. A detection of a loss of contact in the nip between the pressure roller 3 or a segment of the pressure roller 3 and the bobbins 5 but can then provide important information for the further control strategy. This is at least a sensor with a control unit 9 in contact.

Bevorzugt steht die Steuer-/Regeleinheit auch, direkt oder über zwischengeschaltete weitere Steuer-/Regeleinrichtungen, auch mit den Antriebsmotoren und optional vorhandenen Dämpfungs- oder Tilgungseinrichtungen in Wirkverbindung. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Tragwalze 1, die hier auch als erste von der einlaufenden Materialbahn M umschlungen wird, mit einem aktiven Dämpfungssystem 10 ausgestattet, während die Tragwalze 2 ein passives Dämpfungssystem 11 aufweist.Preferably, the control / regulating unit is also in operative connection, directly or via interposed further control / regulating devices, also with the drive motors and optionally existing damping or erasure devices. In the illustrated embodiment, the support roller 1 , which is also wrapped here as the first of the incoming material web M, with an active damping system 10 equipped while the carrier roll 2 a passive damping system 11 having.

Die Auflagewalze 3 beziehungsweise ihre einzelnen Segmente sind mit Tilgungseinrichtungen 12 ausgerüstet, die hier symbolisch durch einen Ring um die angetriebene Achse dargestellt sind. Auch die Tilgungseinrichtungen 12 stehen mit der Steuer-/Regelungseinrichtung über Kontaktleitungen oder drahtlos in Wirkkontakt.The platen roller 3 or their individual segments are with eradication facilities 12 equipped, symbolically represented by a ring around the driven axle. Also the eradication facilities 12 are in operative contact with the control / regulating device via contact lines or wirelessly.

Die Tragwalze 1 wird von der Steuer-/Regeleinrichtung 9 über ihren Antriebsmotor 8 um ihren rotatorischen Freiheitsgrad angetrieben. Der Pfeil S1-1 deutet dabei den statischen Anteil an, während das Pfeilepaar P1-1 den überlagert eingesteuerten periodischen Anteil wiedergibt. Der sich in Niprichtung ausbildende lineare Freiheitsgrad der Tragwalze 1 wird durch den Pfeil S1-2 angedeutet. Dabei wird die zugelassene Bewegung mittels der aktiven Dämpfungseinrichtung 10 geregelt. Auch hier werden überlagerte periodische, also schwingende, Anteile eingebracht, die durch das Pfeilepaar P1-2 dargestellt sind und deren Einfluss insbesondere bei aktiv eingeleiteter Gegenbewegung der Tragwalze 1 von Bedeutung sind.The carrier roll 1 is from the controller 9 about her drive motor 8th driven by their rotational degree of freedom. The arrow S 1-1 indicates the static component while the arrow pair P 1-1 represents the superimposed periodic component. The forming in Niprichtung linear degree of freedom of the support roller 1 is indicated by the arrow S 1-2 . In this case, the permitted movement by means of the active damping device 10 regulated. Here, too, superimposed periodic, that is oscillating, components are introduced, which are represented by the pair of arrows P 1-2 and their influence, in particular when the counter-movement of the support roller is actively initiated 1 are of importance.

Die Benennung der Pfeile ergibt sich dabei wie folgt: S für statischer Anteil, P für periodischer Anteil, der erste Index benennt jeweils die Walze, der zweite Index den Freiheitsgrad. Der periodische Anteil ist dabei vorzugsweise hochfrequent gesteuert beziehungsweise geregelt und bewegt sich vorteilhaft in Frequenzbereichen über 8 Hz.The naming of the arrows results as follows: S for static component, P for periodic component, the first index names the roller, the second index the degree of freedom. The periodic component is preferably controlled or regulated high frequency and moves advantageously in frequency ranges above 8 Hz.

Für die Tragwalze 2 gilt das gleiche, wie für die Tragwalze 1. Lediglich fehlen auf Grund der passiven Dämpfungseinrichtung hier die aktiv überlagerbaren periodischen Anteile im zweiten Freiheitsgrad.For the carrier roll 2 The same applies as for the carrier roll 1 , Only the active superimposable periodic components in the second degree of freedom are missing due to the passive damping device here.

Die Andruckwalze 3 ist mit einer Tilgereinrichtung 12 ausgerüstet, wobei im vorliegenden Fall nur das erste der in Y-Richtung fluchtend aneinander gereihten Segmente der Andruckwalze 3 sichtbar ist. Gleiches gilt für die Wickelhülsen 4 und die sich auf ihnen bildenden Wickelrollen 5.The pressure roller 3 is with an absorber device 12 equipped, in the present case, only the first of the aligned in the Y direction juxtaposed segments of the pressure roller 3 is visible. The same applies to the cores 4 and the winding rolls formed on them 5 ,

Die Andruckwalze 3 wird im dargestellten Fall mindestens zeitweise über den Wickelprozess in insgesamt 3 Freiheitsgraden in statischen und periodischen Anteilen gesteuert und/oder geregelt. Sie ist deshalb in der Lage sich im Raum ausbreitenden Schwingungszuständen in statischen und periodischen Anteilen entgegen zuwirken und die sich komplex überlagernden Schwingungszustände im Idealfall zu eliminieren. Dabei kommen fallweise die Synergieeffekte aus der gemeinsamen Einwirkung auf die sich bildenden Wickelrollen über mehrere Nips, hier über alle 3 Nips, besonders zum tragen.The pressure roller 3 In the illustrated case, in the illustrated case, it is controlled and / or regulated at least temporarily via the winding process in a total of 3 degrees of freedom in static and periodic portions. It is therefore able to counteract vibrational states propagating in space in static and periodic proportions and ideally to eliminate the complexly superimposed vibration states. In some cases, the synergy effects from the joint effect on the forming winding rolls over several nips, in this case over all 3 nips, are particularly evident.

Ist die Andruckwalze 3 nur in 2 Freiheitsgraden steuer- oder regelbar, bewegt sich die den Schwingungen entgegenwirkende Bahn der Andruckwalze auf einem Orbit. Auch dies ist häufig schon ausreichend um erhebliche Verbesserungen des Wickelprozesses zu erreichen, da sich die einzelnen Wickelrollen 5 nur in seltenen Fällen auch um ihre Stirnseiten verkippen oder in Querrichtung (Y-Richtung) hin- und herschaukeln. Die den Schwingungsprozess initiierenden Bewegungen der Wickelrollen 5 sind durch die Pfeile S5-1 und P5-1 sowie S5-2 dargestellt. S5-1 bildet die gewünschte Wickelgeschwindigkeit ab, P5-1 den schwingungserzeugenden periodischen Mirkoanteil auf Grund von Unebenheiten des Wickelrollenumfangs und S5-1 eine beispielhafte Schaukelbewegung, wie sie auftritt, wenn sich (über ganzzahlige Harmonische) Resonanzbereiche der einzelnen Schwingungspartner treffen. Der Drehpunkt der Schaukelbewegung kann sich dabei kritischer Weise auf Grund des wachsenden Rollendurchmessers, Vibrationen und Wickelbewegungen beziehungsweise temporären Verlustes von Nipkontakt, dynamisch ändern.Is the pressure roller 3 can be controlled or regulated only in 2 degrees of freedom, the oscillating counteracting path of the pressure roller moves to an orbit. Again, this is often sufficient to achieve significant improvements in the winding process, as the individual bobbins 5 only in rare cases also tilt around their front sides or swing back and forth in the transverse direction (Y-direction). The oscillatory process initiating movements of the bobbins 5 are represented by the arrows S 5-1 and P 5-1 and S 5-2 . S 5-1 represents the desired winding speed, P 5-1 the vibration-generating periodic Mirkoanteil due to unevenness of the bobbin circumference and S 5-1 an exemplary rocking motion, as occurs when (over integer harmonics) meet resonance areas of each vibration partner. The pivot point of the swinging motion can thereby change dynamically due to the growing roll diameter, vibrations and winding movements or temporary loss of Nipkontakt, dynamically.

Für die gesteuerte/geregelte Einflussnahme der Walzen über die Nips ist es deswegen häufig von entscheidender Bedeutung, ob die Einflussnahmen in Phase, oder phasenverschoben, reagierend oder vorausschauend (Feedback/Feedforward) eingebracht werden.For the controlled / controlled influence of the rolls over the nips, it is therefore often of decisive importance whether the influence is introduced in phase, or phase-shifted, reactive or forward-looking (feedback / feedforward).

Ferner lässt sich eine Regelungssoftware verwenden, die auch auf maschinenbedingte Störeinflüsse vorausschauend agiert und insbesondere als selbstlernendes System ausgebildet ist.Furthermore, it is possible to use a control software which also anticipates machine-related disturbances and, in particular, is designed as a self-learning system.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Tragwalzeking roll
22
Tragwalzeking roll
33
Auflagewalzeplaten
44
Wickelhülsemandrel
55
Wickelrollereel
66
Antriebsmotordrive motor
77
Sensorsensor
88th
Bezugreference
99
Steuer-/RegelungseinrichtungControl / regulating device
1010
aktive Dämpfungseinrichtungactive damping device
1111
passive Dämpfungseinrichtungpassive damping device
12 12
TilgereinrichtungTilgereinrichtung
S1-1 S 1-1
statischer Anteil-Walze 1-Freiheitsgrad 1 static proportion roll 1 degree of freedom 1
R1-1 R 1-1
periodischer Anteil-Walze 1- Freiheitsgrad 1 periodic proportion roll 1 degree of freedom 1
S1-2 S 1-2
statischer Anteil-Walze 1-Freiheitsgrad 2 static proportion roll 1 degree of freedom 2
P1-2 P 1-2
periodischer Anteil-Walze 1-Freiheitsgrad 2 Periodic proportion roll 1 degree of freedom 2
S2-1 S 2-1
statischer Anteil-Walze 2-Freiheitsgrad 1 static proportion roll 2 degree of freedom 1
P2-1 P 2-1
periodischer Anteil-Walze 2-Freiheitsgrad 1 Periodic proportion roll 2 degree of freedom 1
S2-2 S 2-2
statischer Anteil-Walze 2-Freiheitsgrad 2 static proportion roll 2 degree of freedom 2
S3-1 S 3-1
statischer Anteil-Walze 3-Freiheitsgrad 1 static proportion roll 3 degree of freedom 1
P3-1 P 3-1
periodischer Anteil-Walze 3-Freiheitsgrad 1 periodic proportion roll 3 degree of freedom 1
S3-2 S 3-2
statischer Anteil-Walze 3-Freiheitsgrad 2 static proportion roll 3 degree of freedom 2
P3-2 P 3-2
periodischer Anteil-Walze 3-Freiheitsgrad 2 periodic proportion roll 3 degree of freedom 2
S3-3 S 3-3
statischer Anteil-Walze 3-Freiheitsgrad 3 static proportion roll 3 degree of freedom 3
P3-3 P 3-3
periodischer Anteil-Walze 3-Freiheitsgrad 3 periodic proportion roll 3 degree of freedom 3
MM
Materialbahnweb
RR
RollenwickelvorrichtungReel winding device
hH
(offener) Spalt(open) gap
XX
X-RichtungX-direction
YY
Y-RichtungY-direction
ZZ
Z-RichtungZ-direction

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102008053931 [0013] DE 102008053931 [0013]

Claims (16)

Rollenwickelvorrichtung (R) zum Aufwickeln einer Materialbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn (M), auf mindestens einen Wickelkern, vorzugsweise eine Wickelhülse (4), zu einer Wickelrolle (5) mit Unterstützung mindestens einer, mit der Wickelrolle (5) einen Nip bildenden Walze (1, 2, 3), wobei die Rollenwickelvorrichtung (R) mit wenigstens einem elektronischen Mittel zum Ausgleich von Schwingungen der mindestens einen Walze (1, 2, 3) und/oder der Wickelrolle (5) ausgestattet ist, wobei die mindestens eine Walze (1, 2, 3) durch mindestens einen Antriebsmotor (6) um einen rotatorischen Freiheitsgrad antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Walze (1, 2, 3) in der Bewegungsrichtung wenigstens eines weiteren Freiheitsgrades mittels einer Steuer-/Regelungseinheit (9) steuerbar und/oder regelbar ist.Roll winding device (R) for winding a material web, in particular a paper or board web (M), on at least one winding core, preferably a winding tube ( 4 ), to a winding roll ( 5 ) with support of at least one, with the winding roll ( 5 ) a nip-forming roller ( 1 . 2 . 3 ), wherein the roller winding device (R) with at least one electronic means for compensating for vibrations of the at least one roller ( 1 . 2 . 3 ) and / or the winding roll ( 5 ), wherein the at least one roller ( 1 . 2 . 3 ) by at least one drive motor ( 6 ) is drivable by a rotational degree of freedom, characterized in that at least one roller ( 1 . 2 . 3 ) in the direction of movement of at least one further degree of freedom by means of a control / regulating unit (9) is controllable and / or regulated. Rollenwickelvorrichtung (R) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine antreibbare Walze (1, 2, 3) in der Bewegungsrichtung wenigstens eines weiteren Freiheitsgrades steuerbar und/oder regelbar ist.Roller winding device (R) according to claim 1, characterized in that at least one drivable roller ( 1 . 2 . 3 ) is controllable and / or controllable in the direction of movement of at least one further degree of freedom. Rollenwickelvorrichtung (R) einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Walze (1, 2, 3) in wenigstens zwei weiteren. Freiheitsgraden steuerbar und/oder regelbar ist.Roller winding device (R) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one roller ( 1 . 2 . 3 ) in at least two others. Degrees of freedom controllable and / or regulated. Rollenwickelvorrichtung (R) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Walze (1, 2, 3) in der Bewegungsrichtung wenigstens eines der Freiheitsgrade in einem statischen (S) und einem periodischen (P) Anteil steuerbar und/oder regelbar ist.Roller winding device (R) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one roller ( 1 . 2 . 3 ) is controllable and / or controllable in the direction of movement of at least one of the degrees of freedom in a static (S) and a periodic (P) component. Rollenwickelvorrichtung (R) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Walze (1, 2, 3) mittels eines feedback- und/oder eines feedforward Einflusses steuerbar und/oder regelbar ist.Roller winding device (R) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one roller ( 1 . 2 . 3 ) is controllable and / or controllable by means of a feedback and / or a feedforward influence. Rollenwickelvorrichtung (R) nach einem der Ansprüche 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens der periodische Anteil (P) hochfrequent steuerbar und/oder regelbar ist.Roll winding device (R) according to one of claims 4 to 5, characterized in that at least the periodic component (P) is high-frequency controllable and / or controllable. Rollenwickelvorrichtung (R) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Walzen (1, 2, 3), insbesondere die Andruckwalze (3) zur Beruhigung der Wickelrolle (5) um ihre eigene Achse derart antreibbar ist, dass der statische Anteil (S) der Umfangsgeschwindigkeit der sich ausbildenden Wickelrolle (5) entspricht, und der periodische Anteil (P) einer, durch eine Schaukelbewegung der Wickelrolle (5) induzierten, überlagerten Drehschwingung der Andruckwalze (3) entspricht.Roller winding device (R) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the rollers ( 1 . 2 . 3 ), in particular the pressure roller ( 3 ) to calm the winding roll ( 5 ) is drivable about its own axis such that the static portion (S) of the circumferential speed of the developing winding roll ( 5 ), and the periodic portion (P) of a, by a rocking movement of the winding roll ( 5 ), superimposed torsional vibration of the pressure roller ( 3 ) corresponds. Rollenwickelvorrichtung (R) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der periodische Anteil (P) phasenverschoben einsteuerbar oder einregelbar ist.Roller winding device (R) according to one of the preceding claims, characterized in that the periodic component (P) can be activated or adjusted in phase out of phase. Rollenwickelvorrichtung (R) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die periodischen Anteile (P) der Bewegungssteuerung/regelung mindestens zweier Walzen (1, 2, 3) gegenphasig zueinander ausrichtbar sind.Roller winding device (R) according to one of the preceding claims, characterized in that at least the periodic portions (P) of the motion control / regulation of at least two rollers ( 1 . 2 . 3 ) are aligned in phase opposition to each other. Rollenwickelvorrichtung (R) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Walzen (1, 2, 3), insbesondere mindestens die Andruckwalze (3), einen elastischen Bezug (8) aufweist.Roller winding device (R) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the rollers ( 1 . 2 . 3 ), in particular at least the pressure roller ( 3 ), an elastic cover ( 8th ) having. Rollenwickelvorrichtung (R) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Walzen (1, 2, 3), insbesondere mindestens die Auflagewalze (3), segmentiert antriebbar und insbesondere auch steuerbar und/oder regelbar ist.Roller winding device (R) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the rollers ( 1 . 2 . 3 ), in particular at least the platen roller ( 3 ), segmented driven and in particular also controllable and / or regulated. Rollenwickelvorrichtung (R) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels mindestens eines Sensors (7) das Vorhandenensein von Nipkontakt ermittelbar ist.Roller winding device (R) according to one of the preceding claims, characterized in that by means of at least one sensor ( 7 ) the presence of nip contact can be determined. Rollenwickelvorrichtung (R) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Walze (1, 2, 3) mit einer aktiven oder passiven Dämpfungseinrichtung (10, 11) dämpfbar ist.Roller winding device (R) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one roller ( 1 . 2 . 3 ) with an active or passive damping device ( 10 . 11 ) is attenuable. Rollenwickelvorrichtung (R) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Walze (1, 2, 3) mit einer aktiven oder passiven Tilgungseinrichtung (12) dämpfbar ist.Roller winding device (R) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one roller ( 1 . 2 . 3 ) with an active or passive repayment facility ( 12 ) is attenuable. Rollenwickelvorrichtung (R) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Walzen (1, 2, 3), insbesondere mindestens die Auflagewalze (3), segmentweise mittels der Dämpfungseinrichtung (10, 11) oder der Tilgungseinrichtung (12) dämpfbar ist.Roller winding device (R) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the rollers ( 1 . 2 . 3 ), in particular at least the platen roller ( 3 ), segmentally by means of the damping device ( 10 . 11 ) or the eradication facility ( 12 ) is attenuable. Rollenwickelvorrichtung (R) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Walze (1, 2, 3), insbesondere die Auflagewalze (3) gesamtheitlich und/oder segmentweise entlang der Umfangsrichtung der Wickelrolle (5) bewegbar angeordnet ist.Roller winding device (R) according to one of the preceding claims, characterized in that a roller ( 1 . 2 . 3 ), in particular the support roller ( 3 ) in total and / or segmentwise along the circumferential direction of the winding roll ( 5 ) is arranged movable.
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