DE19915848A1

DE19915848A1 - Damper mechanism to absorb oscillations between paired rollers

Info

Publication number: DE19915848A1
Application number: DE1999115848
Authority: DE
Inventors: Jorma Koelioe; Erkki Leinonen
Original assignee: Valmet Oy
Current assignee: Valmet Technologies Oy
Priority date: 1998-04-09
Filing date: 1999-04-08
Publication date: 1999-10-14
Also published as: FI980813A; FI980813A0; FI110713B

Abstract

The mechanism to damp oscillations in the press gap between paired rollers, in a paper making machine or machine for the production of cardboard, has a damper (20) using mechanical friction. The bearing housings (11,12) of one or both the paired rollers are supported by one or more parallel dampers (20) at the machine pillars, using mechanical friction. An Independent claim is included for an assembly where the dampers have two intermeshing linking units (21,22), with a force (F) directed at their end surfaces to control the friction between the intermeshing blades (21a,22a). Preferred Features: The first damper link (21) is mounted to the bearing housing (11) for the first roller, and the second damper link (22) is fitted to the bearing housing (12) of the second roller of the roller pair, or the machine pillar. The structure absorbs oscillations between the bearing housings (11,12) and a housing and the machine pillar, and converts the oscillation energy into heat energy.

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren gemäß dem Oberbe griff des Patentanspruches 1 und eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 5.The invention relates to a method according to the Oberbe handle of claim 1 and a device according to the Preamble of claim 5.

In Papiermaschinen und Papiernachbehandlungsvorrichtun gen stellen die Schwingungen ein recht bedeutendes Problem dar und bei den Bestrebungen in modernen Systemen, in denen angestrebt wird, die Geschwindigkeiten ständig zu erhöhen, sind die Schwingungsprobleme deutlicher denn je hervorgetre ten. In Papiermaschinen sind mehrere Schwingungsquellen mög lich, wobei die Walzen und Zylinder zu den bedeutendsten ge hören, weil sie mit hoher Geschwindigkeit rotierende große Masse aufweisen. Schon in der Fertigung wird naturgemäß eine so gut wie mögliche Maßgenauigkeit der Walzen angestrebt und die Walzen werden zusätzlich ausgewuchtet, um Schwingungen zu eliminieren.In paper machines and paper post-treatment devices The vibrations pose a very significant problem and in the efforts in modern systems in which the aim is to continuously increase the speeds, the vibration problems are more obvious than ever Several vibration sources are possible in paper machines Lich, with the rollers and cylinders to the most important ge hear because they are rotating large at high speed Have mass. Naturally, one is already in production as good as possible dimensional accuracy of the rollers and the rollers are additionally balanced to prevent vibrations to eliminate.

In modernen Papiermaschinen und Papiernachbehandlungs vorrichtungen werden jedoch zunehmend Walzen mit weichen Oberflächen eingesetzt, die im Betrieb eine bedeutende Schwingungsquelle bilden können. Walzen dieser Art werden z. B. in On-line- und Off-line-Kalandern, Streichmaschinen, Leimpressen, Superkalandern und ähnlichen verwendet, in de nen eine Walze mit weicher Oberfläche zusammen mit einer an deren Walze einen Walzenspalt bildet. Durch den Spalt wird eine Papierbahn und möglicherweise ein Filz, Sieb oder ähn liches geführt. Wenn bei dieser Walzenspaltlösung während des Betriebs der Spalt von einer Sieb-, Filz- oder Bahnnaht, bedeutenden Verunreinigungen oder Ahnlichem durchlaufen wird, das eine bedeutende Änderung in der Dicke der den Spalt durchlaufenden Bahn verursacht, muß die Beschichtung nachgeben, wodurch die Beschichtung als eine schwingungser regende Feder fungiert. Beispielsweise wird der Spalt in Leimpressen und leimpressenartigen Streichvorrichtungen aus zwei Walzen derart gebildet, daß die eine Spaltwalze mit den Lagergehäusen direkt an der Ständerkonstruktion der betref fenden Vorrichtung angebracht ist, wogegen die gegenüberlie gende Walze mit ihren Lagerhäusen an Belastungsarmen ange bracht ist, die am Maschinenständer gelenkig gelagert sind. Dabei beginnt insbesondere die an den Belastungsarmen ange brachte Walze zu schwingen, wobei die mit weicher Oberfläche versehene Walze sich verformt, infolgedessen die Schwingung sich verstärkt und die Walze zu resonieren beginnt.In modern paper machines and paper aftertreatment However, devices are increasingly becoming soft Surfaces used which are significant in operation Can form a source of vibration. Rolls of this type will be e.g. B. in on-line and off-line calenders, coating machines, Size presses, super calenders and the like used in de a roller with a soft surface together with one whose roller forms a nip. Through the gap a paper web and possibly a felt, sieve or the like led. If with this nip solution during operation of the gap from a screen, felt or web seam, significant contaminants or the like that is a significant change in the thickness of the The gap must be caused by the continuous web, the coating yield, causing the coating to vibrate raining spring acts. For example, the gap in Size presses and size press-like coating devices two rollers are formed in such a way that a nip roller with the Bearing housings directly on the stand construction of the concerned is attached device, whereas the opposite ing roller with its bearings on load arms is brought, which are articulated on the machine stand. This starts in particular on the load arms brought roller to swing, being the one with soft surface provided roller deforms, as a result the vibration intensifies and the roller begins to resonate.

Ein übliches Mittel vom Stand der Technik zum Eliminie ren solcher Schwingungen besteht darin, die Maschinenge schwindigkeit zu verändern, so daß bei der betreffenden Ma schinengeschwindigkeit die Schwingung sich nicht verstärkt, sondern deren Dämpfung einsetzt. Dadurch haben die Schwin gungsprobleme die Maschinengeschwindigkeit begrenzt. A common prior art remedy for elimination Ren such vibrations is the machine tightness to change speed so that at the Ma line speed the vibration does not increase, but their damping begins. As a result, the Schwin problems limits the machine speed.

In dem FI-Patent 82127 der Anmelderin sind ein Verfah ren und eine Vorrichtung speziell zur Eliminierung von Wal zenschwingungen eines in der Pressenpartie spaltbildenden Walzenpaares erläutert. In dem Verfahren wird der Spalt zu- und auf den gewünschten Liniendruck gefahren, so daß die durch die Belastungsvorrichtungen des Walzenpaares erzeugte Belastung sich auf einem geregelten Niveau stabilisiert. Nachdem der gewünschte Liniendruck erreicht ist und die von den genannten Belastungsvorrichtungen erzeugte Belastung sich stabilisiert hat, werden die Lagergehäuse der das Wal zenpaar bildenden Walzen untereinander fest verkoppelt, so daß deren gegenseitige Bewegung verhindert wird.In Applicant's FI Patent 82127 there is a process ren and a device specifically for the elimination of whales vibrations of a gap forming in the press section Roller pair explained. In the process, the gap is closed and moved to the desired line pressure, so that the generated by the loading devices of the pair of rollers Load stabilizes at a regulated level. After the desired line pressure is reached and that of the load devices mentioned has stabilized, the bearing housing of the whale zenpaar forming rollers firmly coupled together, so that their mutual movement is prevented.

In dem FI-Patent 85166 ist ein aus dem genannten FI-Patent 82127 weiterentwickeltes Verfahren und eine Vorrich tung zum Eliminieren speziell von Walzenschwingungen eines in der Pressenpartie spaltbildenden Walzenpaares erläutert. In dem Verfahren werden die Lagergehäuse des den Spalt bil denden Walzenpaares untereinander mit einer Dämpfungsvor richtung abgestützt, mit der die gegenseitigen schwingungs bedingten Bewegungen der das Walzenpaar bildenden Walzen ge dämpft und absorbiert werden. Die Dämpfung erfolgt mit einer hydraulisch arbeitenden, eine Kolben-Zylinderkonstruktion aufweisenden Dämpfungsvorrichtung, in welche ein hydrauli sches Medium eingeführt und herausgeführt wird. Mit der Dämpfungsvorrichtung wird der durch die von den Walzen des Walzenpaares hervorgerufene gegenseitige Bewegung der Kol ben-Zylinderkonstruktion verursachte Durchfluß des hydrau lischen Druckmediums verstärkt und dieser verstärkte Durch fluß wird zwecks Erzeugung der Schwingungsdämpfung gedros selt. In FI patent 85166 one of the above is mentioned FI patent 82127 developed method and Vorrich device to specifically eliminate roller vibrations explained in the press section gap-forming roller pair. In the process, the bearing housing of the gap bil ends of the pair of rollers with one another with a damping device direction supported with which the mutual vibration conditional movements of the rollers forming the pair of rollers be dampened and absorbed. The damping is done with a hydraulically working, a piston-cylinder construction having damping device, in which a hydraulic medium is introduced and brought out. With the Damping device is the by the rollers of the Roller pair caused mutual movement of the Kol ben-cylinder design caused flow of the hydrau pressure medium and this strengthened through river is throttled to generate vibration damping rare.

Die wesentlichen Merkmale des erfindungsgemäßen Verfah rens gehen aus dem Kennzeichnungsteil von Patentanspruch 1 und die wesentlichen Merkmale der erfindungsgemäßen Vorrich tung gehen aus dem Kennzeichnungsteil von Patentanspruch 5 hervor.The essential features of the method according to the invention rens go from the characterizing part of claim 1 and the essential features of the Vorrich invention tion go from the characterizing part of claim 5 forth.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung eig nen sich besonders gut zur Anwendung an einem einen Spalt bildenden Walzenpaar, bei dem der Walzenspalt zwischen einer Walze mit weicher Oberfläche und einer Walze mit harter Oberfläche gebildet wird. Bei Konstruktionen dieser Art kön nen durch die Verformung der weichen Walzenoberfläche schnell wachsende Schwingungen entstehen, die beherrscht werden müssen. Anwendungen der Erfindung sind z. B. Leimpres sen und Streichvorrichtungen.The inventive method and the device are particularly good for use in a gap forming roller pair, in which the nip between a Roller with a soft surface and a roller with a hard surface Surface is formed. In constructions of this type due to the deformation of the soft roller surface rapidly growing vibrations arise that dominates Need to become. Applications of the invention are e.g. B. size press and painting devices.

Mit der Erfindung wird dies entweder durch gegenseitige Verkopplung der Lagergehäuse der Walzen des den Spalt bil denden Walzenpaares mit Hilfe eines lamellenartigen druck regelbaren Verbindungsmoduls ausgeführt oder indem die La gergehäuse von zumindest einer Walze mit dem genannten Ver bindungsmodul am Maschinenständer befestigt werden. Auf diese Weise können je nach Größe der auf das Verbindungs modul zu richtenden Druckbelastung mehrere verschiedene Funktionszustände erreicht werden und damit auf die Steifig keit und die Dämpfung zwischen den Lagergehäusen oder zwi schen den Lagerhäusen und dem Maschinenständer Einfluß genommen werden.With the invention, this is done either by mutual Coupling of the bearing housing of the rollers of the gap bil end of the pair of rollers with the help of a lamellar pressure adjustable connection module or by the La housing of at least one roller with said Ver binding module to be attached to the machine stand. On This way, depending on the size of the connection several different pressure loads to be adjusted Functional states can be achieved and thus on the stiff speed and the damping between the bearing housings or between influence the warehouse and the machine stand be taken.

Die gegen die Seitenflächen des Verbindungsmoduls ge richtete Druckbelastung beeinflußt die gegenseitige mecha nische Reibung zwischen den miteinander in Berührung befind lichen Flächen der Lamellen des Verbindungsmoduls. Je größer die verwendete Druckkraft ist, desto mehr Kraft ist, infolge der größeren mechanischen Reibung, zur gegenseitigen Bewe gung der Lamellen erforderlich.The ge against the side surfaces of the connection module directed pressure load influences the mutual mecha African friction between those in contact surfaces of the lamellae of the connection module. The bigger the compressive force used is the more force is due to the greater mechanical friction, for mutual movement slats required.

Im folgenden wird die Erfindung unter Hinweis auf die Figur der beigefügten Zeichnung erläutert, auf welche die Erfindung jedoch nicht eng begrenzt werden soll.In the following the invention with reference to the Figure of the accompanying drawing, to which the However, the invention is not intended to be narrowly limited.

In der Figur ist die erfindungsgemäße Vorrichtung sche matisch als Schnitt gezeigt.In the figure, the device according to the invention is cal shown matically as a cut.

Die Figur zeigt einen Schnitt durch die Lagergehäuse 11, 12 eines Walzenpaares, die durch ein lamellenartiges druckregelbares F Verbindungsmodul 20 miteinander verkoppelt sind. Das Verbindungsmodul 20 wird aus einem am oberen La gergehäuse 11 befestigten ersten lamellenartigen Verbin dungselement 21 und einem am unteren Lagergehäuse 12 befe stigten zweiten lamellenartigen Verbindungselement 22 gebil det, die bei geschlossener Stellung ineinander greifen. An den Seitenflächen des zweiten Verbindungselements 22 kann z. B. mit einer hydraulischen Druckvorrichtung eine Druck kraft F erzeugt werden, mit der die Lamellenelemente 21a, 22a der Verbindungselemente 21, 22 gegeneinander gepreßt werden. Die betreffenden Verbindungselemente 20 sind natur gemäß an beiden Enden der Walzen zwischen den Lagergehäusen 11, 12 angebracht. Der Spalt wird durch eine in der Ebene der Lagergehäuse erfolgende Bewegung geschlossen, deren Be wegungsbahn ein Kreisbogen ist. The figure shows a section through the bearing housings 11 , 12 of a pair of rollers, which are coupled to one another by a lamellar pressure-adjustable F connection module 20 . The connection module 20 is made of a fixed to the upper La gergehäuse 11 first lamella-like connec tion element 21 and a BEFE at the lower bearing housing 12 BEFE second lamella-like connecting element 22 which engage with each other in the closed position. On the side surfaces of the second connecting element 22 , for. B. with a hydraulic pressure device, a pressure force F can be generated with which the lamella elements 21 a, 22 a of the connecting elements 21 , 22 are pressed against each other. The connecting elements 20 in question are naturally attached at both ends of the rollers between the bearing housings 11 , 12 . The gap is closed by a movement taking place in the plane of the bearing housing, the movement path of which is a circular arc.

Je nach Größe der Druckkraft sind drei Funktionszu stände erreichbar:Depending on the size of the pressure force, there are three functions stands reachable:

F = 0, d. h. offener Zustand, bei dem die Lamellen 21a, 22a keine Kräfte übertragen. Dieser Zustand kann beim Schließen oder beim Schnellöffnen des Spaltes verwendet werden.F = 0, ie open state in which the lamellae 21 a, 22 a do not transmit any forces. This condition can be used when closing or opening the gap quickly.

0 < F < F_k, d. h. Zwischenzustand, bei dem die Lamellen elemente 21a, 22a sich untereinander mit Reibung bewegen können. Durch die Größe der Kraft F kann die Reibungskraft zwischen den Lamellenelementen 21a, 22a und dadurch die Dämpfung zwischen den Lagergehäusen 11, 12 beeinflußt wer den. F_k ist die Kraft, die ausreicht, um die Lamellen mit Hilfe von Reibung bei der jeweils angewendeten Konfiguration miteinander zu verriegeln.0 <F <F _k , ie intermediate state in which the lamella elements 21 a, 22 a can move with one another with friction. The magnitude of the force F can influence the frictional force between the lamella elements 21 a, 22 a and thereby the damping between the bearing housings 11 , 12 . F _k is the force sufficient to lock the slats together with the help of friction in the configuration used in each case.

F < F_k, d. h. geschlossener Zustand, bei dem die Kraft ausreichend groß ist, um die Verbindungselemente 21, 22 mit einander zu verriegeln. In diesem Zustand arbeitet das Ver bindungselement als elastisches Teil des Systems und seine Steifigkeit ändert gleichzeitig die Gesamtsteifigkeit des Systems.F <F _k , ie the closed state in which the force is sufficiently large to lock the connecting elements 21 , 22 with one another. In this state, the connecting element works as an elastic part of the system and its rigidity changes the overall rigidity of the system at the same time.

Mit einem erfindungsgemäßen Verbindungsmodul 20 läßt sich also neben der Dämpfung zusätzlich die Steifigkeit des Systems und gleichzeitig deren Eigenfrequenz zwischen zwei diskreten Werten ändern. Durch Parallelschaltung mehrerer erfindungsgemäßer Verbindungsmodule 20 können mehrere dis krete Steifigkeitswerte erzielt werden. With a connection module 20 according to the invention, in addition to the damping, the rigidity of the system and, at the same time, its natural frequency can also be changed between two discrete values. By connecting a plurality of connection modules 20 according to the invention in parallel, a plurality of discrete stiffness values can be achieved.

Mit dem erfindungsgemäßen Verbindungsmodul 20 kann die Dämpfung zwischen den Lagergehäusen 11, 12 hingegen stufen los geregelt werden, weil die Größe der Reibungskraft F stu fenlos regelbar ist. Hierbei wird die Bewegungsenergie des Systems also in Reibungsarbeit umgewandelt.With the connection module 20 according to the invention, the damping between the bearing housings 11 , 12, on the other hand, can be regulated in steps, because the magnitude of the frictional force F can be regulated continuously. Here, the kinetic energy of the system is converted into friction work.

In der Figur ist das Verbindungsmodul 20 zwischen den Lagergehäusen 11, 12 eingebaut, aber das Verbindungsmodul 20 kann auch zwischen den Lagergehäusen 11, 12 und dem Maschi nenständer montiert werden. Dabei können entweder die Lager gehäuse nur einer Walze oder auch die Lagergehäuse beider Walzen mit den genannten Verbindungsmodulen 20 am Maschinen ständer abgestützt werden.In the figure, the connection module 20 is installed between the bearing housings 11 , 12 , but the connection module 20 can also be mounted between the bearing housings 11 , 12 and the machine stand. In this case, either the bearing housing of only one roller or the bearing housing of both rollers can be supported on the machine stand with the connection modules 20 mentioned.

Claims

1. A method for damping the vibrations of a pair of rollers forming a pair of rollers of a paper or cardboard machine, characterized in that a damping device based on mechanical friction ( 20 ) is used as a damper.

2. The method according to claim 1, characterized in that the bearing housing ( 11 , 12 ) of the rollers forming a pair of rollers are supported against one another by one or more parallel damping device ( 20 ) resting on mechanical friction.

3. The method according to claim 1, characterized in that the bearing housing ( 11 , 12 ) of one of the two rollers of the pair of rollers with one or more mechanical damping devices based on parallel damping devices ( 20 ) are supported on the machine frame.

4. The method according to claim 1, characterized in that the bearing housing ( 11 , 12 ) of both rollers of the pair of rollers are supported on the machine frame with one or more parallel damping devices ( 20 ) based on mechanical friction.

5. Damping device for carrying out the method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the damping device has two mutually interlocking connecting elements ( 21 , 22 ), against the side surfaces of which a force (F) is directed, with which the friction between the opposite surfaces of the interlocking lamella elements ( 21 a, 22 a) of the connec tion elements ( 21 , 22 ) can be regulated.

6. The device according to claim 5, characterized in that the first connecting element ( 21 ) of the Dämpfungsvorrich device ( 20 ) on the bearing housing ( 11 ) of the first roller of the pair of rollers and the second connecting element ( 22 ) on the bearing housing ( 12 ) of the second Roller of the pair of rollers is attached, wherein the damping device ( 20 ) absorbs the vibration between the bearing housings ( 11 , 12 ) and converts the vibration energy into heat energy with the aid of the friction.

7. The device according to claim 5, characterized in that the first connecting element ( 21 ) of the Dämpfungsvor direction ( 20 ) on the bearing housing ( 11 ) one of the two rollers and the second connecting element ( 22 ) is attached to the machine stand, the Damping device ( 20 ) absorbs the vibration between said bearing housing ( 11 ) and the machine frame and converts it into thermal energy using the friction.