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Die Erfindung betrifft gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 eine Wickelpartie für einen Rollenschneider einer Faserbahn, die zumindest eine Druckwalze umfasst, die mit ihrer Stützkonstruktion in der Körperkonstruktion der Wickelpartie beweglich angeordnet ist, wobei zum Steuern der Position der Druckwalze eine Kraftvorrichtung angeordnet ist, die zwischen der Stützkonstruktion der Druckwalze und der Körperkonstruktion der Wickelpartie angeschlossen ist, wobei die Wickelpartie mindestens eine an der Körperkonstruktion zu stützende Führung umfasst, wobei die Druckwalze mit deren Stützkonstruktion durch ein Führungsteil mit der Führung verbunden ist.
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Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Modernisieren einer Wickelpartie für einen Rollenschneider einer Faserbahn gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 8.
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Eine von einer Materialbahnmaschine, wie zum Beispiel einer Papiermaschine, gelangende Materialbahn wird mit einem Aufwickler zu einer großen, möglicher weise sogar über 10 m breiten und vom Durchmesser her über 4 m großen Maschinenrolle aufgewickelt. Die Materialbahn wird mit einem Rollenschneider in schmale Teilbahnen geschnitten und zu kleineren so genannten Kundenrollen aufgewickelt.
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Nach dem Stand der Technik wird die Maschinenrolle bekanntlich in einem Rollenschneider abgerollt und die breite Bahn wird in einer Schneidepartie des Rollenschneiders in mehrere schmalere Teilbahnen geschnitten, die in einer Wickelpartie um Wickelkerne, wie zum Beispiel um Hülsen herum, zu Kundenrollen aufgewickelt werden. Wenn gleichzeitig die aus jeder Teilbahn herzustellenden Kundenrollen fertig sind, wird der Rollenschneider gestoppt und die Rollen bzw. die so genannte Umformung aus der Maschine entfernt. Danach wird der Prozess als Aufwicklung einer neuen Umformung fortgesetzt. Diese Vorgänge wiederholen sich periodisch, bis das Papier auf der Maschinenrolle zu Ende ist, wonach ein Wechsel der Maschinenrolle erfolgt und die Tätigkeit von neuem mit dem Aufwickeln einer neuen Maschinenrolle beginnt. Ein Teilbahnwickler kann auch ein Wickler vom Trägerwalzentyp sein, mit dem Teilbahnrollen von Trägerwalzen, typischerweise von einer Druckwalze, getragen gewickelt werden.
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Beim Wickeln zum Beispiel einer Papierbahn mit einem Rollenschneider treten unabhängig von der Betriebsgeschwindigkeit des Rollenschneiders bei bestimmten Papiersorten in den gleichen Rotationsfrequenzbereichen an der Rolle starke Schwingungen auf. Von diesen Vibrationsbereichen bzw. Rotationsfrequenzbereichen an der Rolle, in denen eine starke Schwingung auftritt, gibt es je nach Enddurchmesser der Rolle allgemein 1 bis 3. Diese starke Schwingung verursacht Wickelausschuss, mechanischen Verschleiß an den Vorrichtungen und sogar ein Lösen der Rolle aus der Wickelvorrichtung sowie ein Sinken der Wickelkapazität, weil die Betriebsgeschwindigkeit während des Wickelns verlangsamt werden muss.
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In der Veröffentlichung
FI 101283 ist ein Verfahren dargestellt, in dem die Betriebsgeschwindigkeit des Wicklers aufgrund der Rotationsfrequenz der Rolle in der Weise gesteuert wird, dass wenn die Rotationsfrequenz der Rolle nahe an den Vibrationsbereich bzw. an den Rotationsfrequenzbereich der Rolle gelangt, in dem eine starke Schwingung auftritt, die Betriebsgeschwindigkeit in der Weise rasch gesenkt wird, dass die Drehgeschwindigkeit der Rolle kleiner als die Unterfrequenz des Vibrationsbereichs wird und danach die Anhebung der Betriebsgeschwindigkeit des Wicklers in der Weise erfolgt, dass die Rotationsfrequenz der Rolle konstant bleibt, bis die ursprüngliche Betriebsgeschwindigkeit des Wicklers erreicht wird. Dies wirkt sich wegen der Veränderung der Betriebsgeschwindigkeit auf die Gesamtkapazität des Wicklers aus.
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Beim Anwachsen der Teilbahnrollen in der Trägerwalzenwickelpartie wird mindestens die Druckwalze durch den Durchmesser der Rollen verschoben, so dass mindestens die Druckwalzenanordnung beweglich an der Körperkonstruktion der Wickelpartie gestützt ist. Aus dem Stand der Technik sind Rollenschneider bekannt, bei denen zum Wickeln von Teilrollen eine variabelgeometrische Trägerwalzenwickelpartie verwendet wird, bei der auch eine oder beide der die Rolle tragenden Trägerwalzen bzw. Walzenwerke verschiebbar sind. Die horizontale Position der Achse für die zu bildende Rolle hängt bei derartigen variabelgeometrischen Rollenschneidern von der gegenseitigen Stellung der Trägerwalzen bzw. Walzenwerke und dem Durchmesser der Rolle ab. In Längsrichtung hintereinander liegende Hülsen sind als Hülsenreihe an einer an beiden Enden positionierten Hülsenspannvorrichtung arretiert.
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Die sich mit der zu wickelnden Rolle bzw. Rollen in Kontakt befindlichen Stützelemente werden einer durch das Drehen der Rolle verursachten dynamischen Belastung ausgesetzt. Insbesondere mit Wicklern vom Trägerwalzentyp entsteht eine dynamische Belastung, die eine Schwingung durch eine Anregung der zu Wickelnden Teilbahnrollen insbesondere in der Druckwalze des Trägerwalzenwicklers und im Druckwalzenbalken verursacht, an dem die Druckwalze gestützt ist. Für den Prozess ist außerdem typisch, dass der Durchmesser der zu wickelnden Rolle auf die Schwingung der Druckwalze wirkt. Hierbei ändern sich also die Schwingungsverhätnisse beim Fortschreiten des Wickelns.
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Bei der Planung des Rollenschneiders für die Druckwalze liegt das Hauptaugenmerk auf einer stabilen und einer eine Belastung aushaltenden Konstruktion. In der Praxis wird allgemein eine Lösung verwendet, bei der die Druckwalzensegmente auf einem verhältnismäßig steifen Druckwalzenbalken gestützt sind. Der Druckwalzenbalken wird mit Hydraulikzylindern an Führungen entlang bewegt, die am Körper befestigt sind. Sowohl die Führungen als auch die Zylinder sind in der Nähe der Enden des Balkens positioniert.
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In der Veröffentlichung
US 4165843 ist eine Trägerwalzenwickelvorrichtung dargestellt, deren Druckwalzenbalken an Ketten aufgehängt ist, wobei an den entgegengesetzten Enden des Druckwalzenbalkens zwei druckluftbetriebene, als Zylinder-Kolben-Vorrichtungen ausgeführte Dämpfer angebaut sind, die mit Hilfe der sich an den Enden von deren Kolbenstangen befindlichen Reibungsflächen gegen den Körper drücken. Bei einer derartigen Aufhängung ist die Stellung des Druckwalzenbalkens und der Druckwalze sehr schwach gesteuert und unter anderem sind die Einstellmöglichkeiten für eine Walzenspaltkraft in der Praxis fast nicht vorhanden.
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In der Veröffentlichung
FI 20055039 ist eine Reduzierung von Schwingungen des Druckwalzenbalkens in der Weise dargestellt, dass der Balken neben den Enden auch in einem Bereich zwischen den Enden an der Körperkonstruktion gestützt wird, wodurch eine Steifheit und eine Schwingungsdämpfung des Druckwalzenbalkens zunimmt.
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Auch wenn die vorstehend dargestellten Lösungen an sich vorteilhaft sind, haben sich neuerdings Bedürfnisse ergeben, die Schwingungseigenschaften und Funktion der Wickelvorrichtung für die Faserbahn weiter zu verbessern. So besteht die Aufgabe dieser Erfindung insbesondere darin, den in der Branche vorherrschenden Stand der Technik durch die Darstellung einer derartigen Wickelvorrichtung für die Faserbahn und eines Verfahrens zum Wickelnder Faserbahn mit einer Wickelvorrichtung zu verbessern, damit eine bessere Funktion und bessere Betriebsmöglichkeiten der Wickelvorrichtung denn je verwirklicht werden können.
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Die Aufgabe der Erfindung wird hauptsächlich mit einer Wickelpartie für einen Rollenschneider einer Faserbahn gelöst, der mindestens eine Druckwalze umfasst, die mit ihrer Stützkonstruktion in der Körperkonstruktion der Wickelpartie beweglich angeordnet ist, wobei zum Steuern der Position der Druckwalze eine Kraftvorrichtung angeordnet ist, die zwischen der Stützkonstruktion der Druckwalze und der Körperkonstruktion der Wickelpartie angeschlossen ist. Die Wickelpartie umfasst mindestens eine an der Körperkonstruktion zu stützende Führung, wobei die Druckwalze mit deren Stützkonstruktion durch ein Führungsteil mit der Führung verbunden ist. Für die Erfindung ist charakteristisch, dass das Führungsteil Verbindungselemente umfasst, durch die das Führungsteil elastisch mit der Stützkonstruktion der Druckwalze verbunden ist, und dass die Verbindungselemente und das Führungsteil einen die Schwingung der Druckwalze und deren Stützkonstruktion dämpfenden dynamischen Massedämpfer bilden.
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Bei einem derartigen dynamischen Massedämpfer verursacht ein in der Resonanz schwingendes Hilfssystem (Führungsteil) eine die Schwingung dämpfende Kraft am Befestigungspunkt des Primärsystems (Druckwalze und deren Stützkonstruktion).
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Wickelpartie mindestens einen Stellantrieb, um die Funktion des Verbindungselements zu steuern, mit dessen Hilfe auf die Schwingungsdämpfungseigenschaften des dynamischen Massedämpfers eingewirkt werden kann.
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Auf diese Weise wird aus einem dynamischen Massedämpfer ein aktiver Massedämpfer. Der Stellantrieb ist neben dem dynamischen Massedämpfer angeordnet. Damit können auch große Konstruktionen mit einer verhältnismäßig geringen Leistung des Stellantriebs gedämpft werden. Ein derartiger aktiver Massedämpfer funktioniert im Gegensatz zu einem passiven Massedämpfer auf einem breiteren, während des Betriebs veränderbaren Frequenzband und reduziert die benötigte Hilfsmasse merklich.
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Der auf die Funktion des Verbindungselements wirkend angeordnete Stellantrieb ist nach einer Ausführungsform der Erfindung neben den Verbindungselementen angeschlossen.
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Bevorzugt umfasst die Wickelpartie an beiden Enden der Druckwalze das Führungsteil und mindestens eine Führung, und beide Führungsteile umfassen die genannten Verbindungselemente, durch die das Führungsteil elastisch mit der Stützkonstruktion der Walze verbunden ist. Die Verbindungselemente können auch von ihren Schwingungsdämpfungseigenschaften her gleich sein, wodurch diese gemeinsam im gleichen Frequenzbereich dämpfen.
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Die Verbindungselemente können auch von ihren Schwingungsdämpfungseigenschaften her verschieden sein, wodurch diese gleichzeitig in einem unterschiedlichen Frequenzbereich dämpfen und somit der Frequenzbereich der Gesamtdämpfung breiter ist.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist im Zusammenhang mit der Druckwalze und/oder deren Stützkonstruktion eine die Schwingung messsende Vorrichtung angeordnet, die mit einer Steuervorrichtung in Verbindung steht, wobei die Steuervorrichtung zum Steuern des Stellantriebs aufgrund einer Messung in der Weise. angeordnet ist, dass damit auf die Schwingungsdämpfungseigenschaften des dynamischen Massedämpfers eingewirkt werden kann, um die Schwingung der Druckwalze und/oder deren Stützkonstruktion zu dämpfen.
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Nach einer Ausführungsform ist der Stellantrieb zum Zustandebringen von Kraft in Richtung der das Führungsteil steuernden Führung angeordnet, wobei diese sich mit der Richtung der die Schwingung dämpfenden Bewegung des Führungsteils vereinigt und somit sehr effektiv ist.
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Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Modernisieren einer Wickelpartie für einen Rollenschneider einer Faserbahn, die zumindest eine Druckwalze umfasst, die mit ihrer Stützkonstruktion in der Körperkonstruktion der Wickelpartie beweglich angeordnet ist, wobei zum Steuern der Position der Druckwalze eine Kraftvorrichtung angeordnet ist, die zwischen der Stützkonstruktion der Druckwalze und der Körperkonstruktion der Wickelpartie angeschlossen ist, wobei die Wickelpartie mindestens eine an der Körperkonstruktion zu stützende Führung umfasst, wobei die Druckwalze mit ihrer Stützkonstruktion durch ein Führungsteil mit der Führung verbunden ist und das Führungsteil Verbindungselemente umfasst, durch die das Führungsteil mit der Stützkonstruktion der Druckwalze verbunden ist. Bei dem Verfahren werden die alten Verbindungselemente des Führungsteils entfernt und die Schwingungseigenschaften der Wickelpartie analysiert und an dem Führungsteil neue Verbindungselemente angeordnet, durch die das Führungsteil elastisch mit der Stützkonstruktion der Druckwalze verbunden ist, wobei die Verbindungselemente und das Führungsteil bei der Verwendung der Wickelpartie eine die Schwingung der Walze und deren Stützkonstruktion dämpfende Wirkung erzielen.
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Das Modernisierungsverfahren kann in der Weise weiterentwickelt werden, dass neben den Verbindungselementen ein Stellantrieb angeschlossen wird, mit dem auf die Schwingungsdämpfungseigenschaften des dynamischen Massedämpfers eingewirkt wird.
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Andere für die Erfindung charakteristische weitere Merkmale gehen aus den beiliegenden Ansprüchen und aus der folgenden Beschreibung über die Aführungsformen der Figuren hervor.
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Nachfolgend werden die Erfindung und deren Funktion unter Bezugnahme auf die beiliegenden schematischen Zeichnungen beschrieben, wobei
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1 schematisch einen Teil einer Wickelpartie für einen Rollenschneider einer Faserbahn nach der Erfindung darstellt,
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2 ein Detail A einer Ausführungsform nach 1 darstellt, und
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3 ein Detail A einer zweiten Ausführungsform nach 1 darstellt.
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In 1 ist eine Wickelpartie 10 für einen Rollenschneider einer Faserbahn dargestellt, in der eine in Teilbahnen geschnittene Faserbahn von Stützelementen, in dieser Ausführungsform von Trägerwalzen 24, von denen hier nur ein kleiner Teil zu sehen ist, und von einer Druckwalze 14 gestützt zu einer Faserbahnrolle 12 gewickelt wird. Die Druckwalze 14 umfasst eine Stützkonstruktion 18, wie zum Beispiel einen Druckwalzenbalken, an dem die Druckwalze 14 befestigt ist. Zweck der Stützkonstruktion ist, unter anderem die Druckwalze zu versteifen. Die Druckwalze 14 und also auch deren Stützkonstruktion 18 sind in einer Körperkonstruktion 16 der Wickelpartie 10 beweglich angeordnet. Dies wurde in der Weise verwirklicht, dass die Wickelpartie mindestens eine Kraftvorrichtung 20 umfasst, die zwischen der Stützkonstruktion 18 der Druckwalze und der Körperkonstruktion 16 der Wickelpartie angeschlossen ist. Mit der Kraftvorrichtung wird die gewünschte Belastung der Druckwalze für die zu wickelnden Teilbahnrollen 12 zustande gebracht.
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Zum Steuern der Bewegung der Druckwalze 14 ist die Wickelpartie mit mindestens einer die Körperkonstruktion 16 stützenden Führung 22 an beiden Enden bzw. Seiten der Wickelpartie 10 ausgerüstet. Es ist anzumerken, dass in 1 nur ein Ende bzw. eine Seite der Wickelpartie dargestellt ist. Die Druckwalze 14 ist wiederum mit ihrer Stützkonstruktion 18 durch ein Führungsteil 26 mit einer Führung 22 verbunden. Das Führungsteil umfasst ein mit der Führung 22 zu verbindendes Anschlagstück, das eine lineare Bewegung des Führungsteils an der Führung 22 in Richtung der Führung erlaubt. Das Führungsteil 26 umfasst Verbindungselemente 28, durch die das Führungsteil 26 mit der Stützkonstruktion 18 der Druckwalze verbunden ist.
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Wenn die Wickelpartie in Betrieb ist, wird die längsgeschnittene Teilbahn zu Teilbahnrollen 12 gewickelt, wobei die Teilbahnrollen 12 von den Trägerwalzen 24 von unten und der Druckwalze 14 von oben gestützt werden. Beim Wickeln entstehen bekanntlich Anregungen, die eine Schwingung der Druckwalze verursachen. Zum Minimieren der Schwingung der Druckwalze sind die Verbindungselemente 28 elastisch, wodurch das Führungsteil 26 elastisch mit der Stützkonstruktion 18 der Druckwalze verbunden ist und die elastischen Verbindungselemente 28 und das Führungsteil 26 einen die Schwingung der Druckwalze und deren Stützkonstruktion dämpfenden dynamischen Massedämpfer bilden.
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Die Verbindungselemente umfassen vorteilhafterweise aus einem elastischen Material hergestellte Hülsen 30, an denen die Befestigungsbolzen 32 für die Körperkonstruktion angeordnet sind. In dieser Art und Weise wird beim Fortschreiten des Wickelns die Schwingung der Druckwalze gedämpft, wenn das Führungsteil 26 bei einer Phasenverschiebung an den in Bezug auf den Druckwalzenbalken 18 elastischen Hülsen und in der von der Führung 22 definierten Richtung zu schwingen beginnt, wodurch die Schwingung der Druckwalze merklich reduziert wird. Es ist vorteilhaft, dass die Dämpfung der Hülse verhältnismäßig gering und die Elastizität groß ist.
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In 2 ist ein Detail A von 1 nach einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Auf die verschiedenen Betriebssituationen kann am effektivsten in der Weise eingewirkt werden, dass neben den Verbindungselementen 28 ein Stellantrieb 34 angeordnet ist, der auf die Schwingungsdämpfungseigenschaften des dynamischen Massedämpfers wirkt. Der Stellantrieb ist an einem Ende mit der Stützkonstruktion 18 der Druckwalze und am anderen Ende mit dem Führungsteil 26 verbunden. Der Stellantrieb 34 ist in der Ausführungsform von 2 vorzugsweise eine Kraftvorrichtung, damit die Wirkung der Verbindungselemente während des Betriebs verändert werden kann. Die Kraftvorrichtung kann zum Beispiel ein hydraulischer und/oder pneumatischer Arbeitszylinder oder ein Piezoelement sein, mit dessen Hilfe die funktionelle Dimension des Stellantriebs mit einem Steuersignal schnell verändert werden kann. Der Stellantrieb ist in der Ausführungsform von 2 angeordnet, um Kraft ausdrücklich in Richtung der das Führungsteil 26 steuernden Führung 22 zu erzeugen.
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In 3 ist ein Detail A von 1 nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung dargestellt. In dieser Ausführungsform ist im Zusammenhang mit den Verbindungselementen 28 auch ein Stellantrieb 34 angeordnet, um auf die aus einem elastischen Material hergestellten Hülsen 30 zu wirken, die im Zusammenhang mit den Verbindungselementen angeordnet sind. Mit dem Stellantrieb lässt sich eine verstellbare längsgerichtete Kraft für die Hülsen erzeugen; mit der Kraft können die Hülsen optional in Längsrichtung zusammengepresst werden. Durch Verändern der Vorspannung für die Hülse kann mit dem Stellantrieb 34 auf die Schwingungsdämpfungseigenschaften des dynamischen Massedämpfers eingewirkt werden. Der Stellantrieb kann zum Beispiel hydraulisch und/oder pneumatisch oder ein Piezoelement sein, mit dessen Hilfe die funktionelle Dimension des Stellantriebs mit einem Steuersignal schnell verändert werden kann. Entsprechend kann im Zusammenhang mit den Hülsen ein Stellantrieb angeordnet werden, der die Hülsen radial zusammenpresst, um einen entsprechenden Effekt zu erzeugen.
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In den 2 und 3 ist außerdem dargestellt, wie im Zusammenhang mit der Stützkonstruktion eine die Schwingung der Druckwalze 14 und deren Stützkonstruktion 18 messende Vorrichtung 42 angeordnet ist, wie zum Beispiel eine Beschleunigungssonde. Die Wickelpartie umfasst und/oder ist mit einer Steuervorrichtung 40 verbunden, wodurch auch die die Schwingung messende Vorrichtung mit der Steuervorrichtung 40 verbunden ist. Die Steuervorrichtung 40 ist zum Steuern des Stellantriebs 34 in der Weise angeordnet, dass damit auf die Schwingungsdämpfungseigenschaften des dynamischen Massedämpfers eingewirkt werden kann, um die Schwingung der Druckwalze und/oder deren Stützkonstruktion aufgrund einer Messung zu dämpfen.
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Es ist anzumerken, dass vorstehend nur einige der vorteilhaftesten Ausführungsformen der Erfindung dargestellt sind. Damit ist klar, dass sich die Erfindung nicht auf die vorstehend dargestellten Ausführungsformen beschränkt, sondern in vielerlei Weise im Rahmen der beiliegenden Ansprüche angewendet werden kann. Im Zusammenhang mit den verschiedenen Ausführungsformen dargestellte Merkmale können im Rahmen des Grundgedankens der Erfindung ebenfalls im Zusammenhang mit anderen Ausführungsformen verwendet und/oder aus den dargestellten Merkmalen verschiedene Gesamtheiten kombiniert werden, falls dies erwünscht ist oder die technischen Möglichkeiten hierfür vorhanden sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- FI 101283 [0006]
- US 4165843 [0010]
- FI 20055039 [0011]
