DE8915347U1 - Wellpappenmaschine - Google Patents

Description

rs &Iacgr; :": :":·": ."..··. 7.2.1990

PATENTANWÄLTE . · ·' I ' .* * .·' '4OW ClfOÄELDORF. DIPL.-ING. WALTER KUBORN ' Dr.P./Sch DIPL.-PHYS. DR. PETER PALGEN (375) ZUGELASSEN IEIM EUROPAISCHEN PATENTAMT DÜSSELDORF MULVANYSTRASSE 2 · TELEFON 63 27 27 TELEGRAMME: KUPAL

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Eäuard Küsters Marchinenfabrik GmbH & Zo. KG in 4150 Krefel'i 1

Wellp?^penmaschine

Die Erfindung bezieht sich auf eine Wellpappenmaschine der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechenden Art.

Eine solche -Hellpappenmaschine ist aus der US-PS 35 27 638 bekannt. Bei der bekannten Aus führung s form ist •n der Ebene der beiden Riffelwalzen noch eine Anpreßwalze vorgesehen, über die die Deckbahn herangeleivet wird, die dann in dem Walzspalt zwischen der Anpreßwalze und der benachbarten Riffelwalze mit der Wellenbahn/ deren Scheitel mit Leim versehen worden sind/ zu der Wellpappe vereinigt wird. Die Linienkräfte in den Walzspalten zwischen den beiden Riffelwalzen bzw. der einen Riffelwalze und der Anpreßwalze liegen im Bereich bis zu 50 N/mm und die Arbeitsbreiten im Bereich bis etwa 2700 mm. Bei dem angegebenen Linienkraftbereich und dieser Arbeitsbreite muß schon für einen Durchbiegungsausgleich gesorgt werden, da andernfalls durch die niedrigere Linienkraft in der Mitte ein ungleichmäßiges Produkt entsteht.

Früher wurde mit bombierten Walzen gearbeitet, deren Durchmesser also in der Mitte etwas größer als an den Enden ist. Die Bombierung bringt aber nur bei einer bestimmten Linienkraft eine gute Vergleichmäßigung. Aus diesem Grunde mußten für verschiedene Linienkräfte, die je nach Papierqualität gefahren werden mußten, unterschiedliche bombierte Walzen bereitgehalten werden, die

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einen hohen Kostenaufwand bedeuteten und bei der Auswechslung viel Zeit erforderten.

Aus diesesi Grund sind bei &?■■>; aus der üS-PS 35 27 bekannten Ausführungsform einer Wellpappenmaschine an mindestens einer der drei zusammenwirkenden Walzen Rollbending-Einrichtungen vorgesehen, mit deren Hilfe auf die Walzenenden, d.h. im allgemeinen auf die Waliusnzapfen, Kräftepaare aufgebracht werden, die auf die Walze ein Biegemoment ausüben, welches die Linienkraftverteilung im Walzspalt zu beeinflussen in der Lage ist. Da die Kräfte gesteuert werden können, gilt dies auch für die Größe des Biegemoments, und es ist möglich, den Linienkrüftverlauf bei verschieden hohen Linienkräften unter Einsatz nur einer Riffelwalze, die zudem noch zylindrisch sein kann, in der gewünschten Weise zu justieren.

Aus der OE-AS 24 21 771 ist es auch bekannt, in einer Wellpappenmaschine hydraulisch innenabgestützte Walzen einzusetzen. Der Investitionsaufwand ist hierbei aber beträchtlich, so daß im allgemeinen die Rollbending-Einrichtungen vorzuziehen sind, die bei den nicht allzu grossen Arbeitsbreiten bis zu 2700 mm zufriedenstellende. Ergebnisse liefern.

Die Arbeitsgeschwindigkeit bei solchen Wellpappenmaschinen ist recht erheblich und beträgt 250 m/min und darüber. Bei diesen Geschwindigkeiten kommt es schon häufig zu Schwingungsproblemen, inlam Biegeschwingungen der Walzen angeregt werden. Die Riffelwalzen sind in diesem Punkt besonders gefährdet, weil sie durch ihre Riffelung nicht gleichmäßig beansprucht werden, sondern eine Störfrequenz von 300 bis 400 Hz erfahren, die zu einer Überkritischen Anregung der Eigenschwingungen in der Biegeebene Anlaß sein kann, wobei die Eigenfrequenz der Grundschwingung, bei der also Knoten nur an ü'en Lagerungen *u finden sind, je nach Ausführung der einzelnen Walze in der Größenordnung von 60 bis 90 Ha liegt. Das Auftreten derartiger Schwingungen

führt in der Praxis zu sehr störenden Geräuschen und auch zu Markierungen auf der Bahn.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Biegeschwingungen an gattungsgemHßen Walzen zu vermindern oder zu unterbinden.

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 wiedergegebene Erfindung gelöst.

Die Erfindung nutzt also den Umstand, daß bei dem Rollbending ein radiales Kräftepaar auf das Walzenende, d.h. im allgemeinen den Walzenzapfen, wirkt, dazu aus, um gleichzeitig eine Einrichtung zur Minderung der Schwingungen zu schaffen, indem die Übertragung mindestens einer dieser Kräfte über ein Schwingungsdämpfungsglied ei folgt.

Etwaige Biegeschwingungen der Walze gehen mit ''leinen Verlagerungen in der Biegeebene einher, die den Ansatz für die Schwingungsdämpfung bzw. für die Vernichtung mechanischer Energie bildet, auf der die Schwingungsdämpfung beruht. Im allgemeinen werden die Walzen schon aus Gründen der Einhaltung eines festen Kalibers an einer Stelle des Walzenendes bzw. Walzenzapfens fest gelagert sein. Diese Stellen bilden die Einspannpunkte, zwischen denen die Walze sich bei der ersten Eigen-Biegeschwingung durchbiegt. Die über die Lagerstelle nach außen vorstehenden äußeren Bereiche des jeweiligen Lagerzapfens bilden den Angriffspunkt für die zweite Kraft des Kräftepaars für das Rollbending, während die erste Kraft durch die Lagerkraft gegeben ist. Die äußeren Bereiche verlagern sich bei der Durchbiegung der Walze etwas nach oben oder unten (bei vertikaler Biegeebene), und diese Verlagerung ermöglicht bei dieser Ausführungsform die erfindungsgemäße Schwingungsdämpfung .

In der bevorzugten Aus führungs form gemäß Anspruch 2 wird die Kraft über ein hydrostatisches Radiallager auf das Walzenende übertragen. Diese Ausführungsform ist deshalb bevorzugt , weil das hydrostatische Radiallager sowohl

die Funktion der Übertragung der Kraft von dem feststehenden Kraftausübungselement (Hydraulikzylinder, Exzenteranordnung oder dergleichen) auf das drehende Walzenende als auch die Funktion des Schwingungsdämpfungsgliedes in sich vereinigt.

Das hydrostatische Radialiager umfaüt ein Lagergehäuse mit einer dem Umfang des Walzenendes angepaßten Ausnehmung, in der ringsum berandete Lagertaschen ausgebildet sind, denen Druckflüssigkeit zugeführt werden kann, die dann über den Rand der Lagertaschen nach außen abströmt und dort einen zusammenhängenden FlUssigkeitsfilm bildet. Die Kräfte werden also durch den hydrostatischen Druck im Bereich der Lagertasche und den Druck in dem FlUssigkeitsf ilm auf das drehende Walzenende übertragen. Die über den Rand der Lagertasche abströmende Flüssigkeit wird ständig ersetzt, so daß sich ein hydrodynamisches Gleichgewicht ausbildet und das Ende der Walze stets ohne metallische Reibung flUssigkeitsgestUtzt ist. Eine solche Anordnung besitzt eine erhebliche Eigendämpfung, die Schwingungsneigungen der Walze entgegenwirkt.

Da das Rollbending immer nur in einer Richtung wirkt, so daß die Walzen gegen den Walzspalt hin durchgebogen werden, genügt es, wenn gemäß Anspruch 3 hydrostatische Halblager vorgesehen sind, wodurch der Platzbedarf und der konstruktive Aufwand vermindert werden.

Bei dem hydrostatischen Radiallager waren Kraftübertragung und Dämpfung in einem Element vereint. Bei einer alternativen AusfUhrungsform gemäß Anspruch 4 ist es auch möglich, die Funktionen zu trennen und auf dem Walzenende ein Drehlager vorzusehen, auf welches die radiale Kraft über ein Schwingungsdämpfungsglied übertragen wird. Hierbei besteht in der Auswahl des Schwingungsdämpfungsgliedes eine größere Freiheit.

Ansprüche 5 bis 7 geben Möglichkeiten der Gestaltung eines solchen Schwingungsdämpfungsgliedes an.

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Anspruch 8 betrifft die aus der US-PS 35 27 638 bekannte Bauart, bei der auch die Anpreßwalze in der Ebene der beiden Riffelwalzen gelegen ist. Hierbei können die über die Lagerung im Walzenständer nach außen vorstehenden Enden der beiden Mußeren Walzen, d.h. der einen Riffelwalze und der AnpreSwälzä, auseinandergedrückt werden, wodurch ein beide Walzenspalte beeinflussendes Rollbending erhalten wird.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt.

Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht einer Wellpappenmaschine, teilweise im Vertikalschnitt;

Fig. 2 bis 4 sind Ansichten des Walzensatzes der Wellpappenmaschine nach der Linie IH-III in Fig. 1 mit verschiedenen Ausführungsformen der Rollbending-Einrichtung;

Fig. 5 bis 7 sind Ansichten der hydrostatischen Lagerung der Rollbending-Einrichtung;

Fig. &dgr; und 3 sind Längsschnitte aufch weitere AüsfUhrungsformen der gedämpften Kraftübertragung auf das Ende einer Walze.

Die in Fig. 1 als Ganze mit 100 bezeichnete Wellpappenmaschine umfaßt ein Gehäuse 1, in welchem in einer gemeinsamen, in dem Ausführungsbeispiel einen Winkel von etwa 50° zur Horizontalen einnehmenden Ebene 2 eine obere Riffelwalze 10, eine dagegen von unten einen Walzspalt bildende untere Riffelwalze 20 und eine gegen die untere Riffelwalze 20 von unten einen Walzspalt 25 bildende glatte Anpreßwalze 30 gelagert sind. Die Lagerung erfolgt in Lagerwangen 13, durch die die Zapfen 10',20',3O* der Walzen hindurchgreifen (Fig. 2 bis 4).

Von einer nicht dargestellten Vorratsrolle läuft eine Bahn 3, die die Wellenbshn ergibt _f über eine im linken oberen Bereich des Gehäuses 1 gelegene Umlenkrolle 4 von oben ein und über die obere Riffelwalze 10, an deren rechter

Seite entlang und in den Walzspalt 15, in welchem die obere Riffelwalze 10 mit der unteren Riffelwalze 20 zusammenwirkt. Die Riffelwalzer 10,20 besitzen auf ihrem Umfang über die Länge durchgehende achsparallele Riffel, Rippen oder Vorsprtinge 14 (Fig. 2), die die Bahn 3 prägen

verleihen. Die Riffel sind in Fig. .1 der Einfachheit halber nicht angedeutet. Nach dem Verlassen des Walzspalts 50 umrundet die Wellenbahn die linke untere Seite der unteren Riffelwalze 20. Die Scheitel der Wellen werden auf diesem Wege mittels der Auftragswalze 11 eines Leimwerks 9 mit Leim 12 versehen. Die so vorbereitete Wellenbahn läuft sodann in den Walzspalt 25 ein, den die untere Riffelwalze 20 mit der Anpreßwalze 30 bildet.

Eine die Deckbahn ergebende Bahn 5 wird über eine im rechten unteren Bereich des Gehäuses 1 gelagerte Umlenkwalze 6 nach oben umgelenkt und passiert eine Heizwalze 7 sowie anschließend die linke untere Seite der

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nnpceowaize J&ngr;, um &agr;&agr;&pgr;&pgr; eueruaiis in ucn nciisspaii. e.J einzulaufen. In dem Walzspalt 25 werden die beleimte WeI-lenbahn und die deckbahn aufeinandergepreßt und zu der fertigen Wellpappebahn 8 verleimt, die in Pfeilrichtung der der Wellpappenmaschine 100 abgeführt wird.

Um den Durchbiegungen der Walzen 10,20,*:? !entgegenzuwirken, die durch die in den Walzspalten 15,25 wirkenden Linienkräfte erzeugt werden, ist eine sogenannte Rollbending-Einrichtung vorgesehen, mittels deren auf die über die Lagerwange 13 nach außen überstehenden Enden der Walzen 10,20,30 bzw. die Walzenzapfen 10',20",30' ein Biegemoment ausgeübt werden kann, welches die Walzen in der Mitte einander anzunähern bestrebt ist. Das Biegemoment ^iid durch ein Kräftepaar erzeugt, welches mit axialen! Abstand in entgegengesetzten Richtungen auf den Walzenzapfen wirkt. In Fig. 2 ist die eine Kraft des Kräftepaars, die in dem AusfOhrungsbeispiel durch die Lagerung

in der Lagerwange 13 aufgebracht ist, mit K¹ bezeichnet. *;

Die andere Kraft K wird über hydrostatische Lager 50,

die durch ein Zwischenglied 21 miteinander verbunden sind, &igr;

auf die weiter außen gelegenen Enden der Walzenzapfen |

I 10' ,30' aufgebracht, die also außen auseinandergedrückt .'

werden. Der Walzenzapfen 20* der Walze 20 ist in diesem ■;

Fall unbeteiligt und steht nicht über die Lagerwange 13 .^:

nach außen über. "'

Als Beispiel ist das in Fig. 2 rechte obere hydrosta- ; tische Lager 50 in den Fig. 5 bis 7 dargestellt. Es um- ";

faßt einen blockartigen Lagerkörper 22 mit einer halbzy- ■■ lindrischen Ausnehmung an der Oberseite, deren ümfangs- :

fläche die Lagerfläche 16 bildet, die in ihrem Durchmesser
dem Durchmesser des umlaufenden Lagerzapfens 10* entspricht. | Die Lagerfläche erstreckt sich nur über 180 , d.h. sie
bildet ein Halblager, was aber wegen der nur einseitig
wirkenden Kraft K ausreicht. In der Lagerfläche 16 sind
vier flache Lagertaschen 17 ausgebildet, die rundum von ,

der Lagerfläche 16 umrandet sind. Den Lagertaschen 17
kann durch gedrosselte Zuleitungen 18 Druckflüssigkeit
zugeführt werden, die die Lagertaschen 17 füllt und gemäß
Fig. 6 auf die Unterseite dee Lagerzapfens 10* einen hydrostatischen Druck ausübt, der bei hinreichender Steigerung
den Walzenzapfen 10* etwas abzuheben in der Lage ist.
Die Druckflüssigkeit entweicht durch den sich bildenden
Spalt 23. Dadurch fällt der Druck in den Lagertaschen 17
etwas ab, und ee sinkt der Walzenzapfen 10* wieder etwas ein.
Es bildet eich ein Gleichgewicht heraus, bei welchem die den ' Lagertaachen 17 zugeführte Druckflüssigkeit über die die &rgr; Berandung der Lagertaschen 17 bildende Lagerfläche 16 nach
allen Richtungen abströmt, wie es durch die Pfeile 19 angedeutet ist. Ee entsteht auf diese Weise ein stabiler Drucklüssigkeitsfilm, auf welchem der Walzenzapfen 10' umlaufen
kann, ohne daß es zu einer metallischen Berührung kommt.
Die aus der eine Abwicklung der Lagerfläche 16 wiedergebenden Fig. 7 ereiöriilichü Aufteilung 4sr Lsgsrtssche«
17 let lediglich ein Merkmal des Ausführungsbeispiels.

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Ausbildung, Zahl und Anordnung der Lagertaschen 17 innerhalb der Lagerfläche 16 können auch anders sein.

Die wesentliche Eigenschaft des hydrostatischer Lagers 50 besteilt darin, daß es einerseits in der tage ist, di-s Kraft K a-ttf das vorstehende Ende äes umlaufenden Walzenzapfens 10' zu übertragen, und andererseits eine erhebliche Eiger"Smpfung besitzt, so daß an den Walzen 10,30 ~twa auftretende Biegescnwingungen wirkungsvoll gedämpft werden. Die in dem Spalt 23 (Fig. 6) zwischen dem Walzenzapfen 10* und der Lagerfläche 16 befindliche Druckflüssigkeit ist ja nicht eingesperrt, sondern kann durch den Spalt 23 im Sinne der Pfeile 19 gedrosselt, d.h. energieverbrauchend, abströmen, wodurch der Dämpfungseffekt gegeben ist.

Die Biegeschwingungen der Walzen 10,20,30 können bei höehrer Arbeitsgeschwindigkeit besonders dadurch angeregt werden, daß die Walzen 10,20 Riffelwalzen sind und somit eine periodische Störung erfahren.

In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 wirkt die Kraft K über ein nur angedeutetes Zwischenglied 21, an dessen Enden die hydrostatischen Lager 50 angeordnet sind, die die Kraft K auf die Walzenzapfen 10* bzw. 30* übertragen. Das Zwischenglied 21 kann eine mechanische oder hydraulische Kraftausübungseinrichtung sein, mittels deren die hydrostatischen Lager 50 etwas in Richtung des Pfeiles K verlagert werden können, um verschieden große Kräfte K ausüben zu können.

Während die Kraft K bei dem Ausfuhrungebeispiel nach Fig. 2 direkt zwischen den beiden äußeren Walzenzapfen 10* und 30' wirkt, ist bei der AusfUhrungeform nach Fig. eine außerhalb des Endes des Lagerzapfens 20* Vorgesehene, mit der Lagerwange 13 verbundene Stütze 24 vorgesehen, an der sich die hydrostatischen Lager 50 einzeln über Zwischenglieder 25 nach oben bzw. unten abstützen können.

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Hierdurch ist erreicht, daß die Biegemomente der Walzen 10,30 unterschiedlich eingestellt werden können.

Bei der Ausführungsform nach Fig* 4 ist eine unterschiedliche Einstellung der Durchbiegung bei den beiden Walzenpaaren 10,20 bzw. 20,30 ebenfalls möglich. Das Zwischenglied 26 ist hierbei jedoch auf dem nuni«'?hr ebenfalls vorstehenden Walzenzapfen 20" gelagert, so daß auch die Walze 20 je nach Auslegung der Kräfte in den beiden hydrostafciisahäSii Lagern BO -eine Durchbiegung nacfe. oben oder tuften errährt.

In allen Pillen erfolgt jedoch >Ue Übertragung der Kräfte auf die Walzenzapfen 10',-3O¹ durch dampfende hydrostatische Lager 50.

In den Fig. 8 und 9 sind andere Ausführungsformen der Übertragung der Kraft K auf den umlaufenden Walzenzapfen 10* dargestellt. Es handelt sich wieder um den in Fig. 2 rechten oberen Walzenzapfen. Während das hydrostatische Lager 50 Lagerung und Dämpfung gleichzeitig bildete, sind diese Elemente bei den Fig. 8 und 9 getrennt. Es ist ein eigenes Drehlager, zum Beispiel ein Wälzlager 28 vorgesehen, welches in einem Lagergehäuse 29 angeordnet ist. Das die Kraft K übertragende Zwischenglied 21 wirkt über ein Schwingungsdämpfungsglied in Gestalt eines kompressiblen Formstücks 31 auf das Lagergehäuse 29. Auch auf diese Weise werden Biegeschwingungen der Walze 10 bzw. des Walzenendes 10' unterdrückt.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 9 ist das Schwingungsdämpfungsglied 70 durch einen Kolben 33 gebildet, der in einem Zylinder 32 verschiebbar ist, dessen Kolbenseite und Kolbenstangenseite durch eine Leitung 34 verbunden sind, in der eine Drosseistelle 35 vorhanden ist. Ein solches Element bildet einen hydraulischen Schwingungsdämpfer zur Verminderung von Biegeschwingungen.

Claims (8)

1. PATENTANWÄLTE ' '. ' ' I \ ' · «X»' OÜSSELDORF.

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   Schutzansprüche

   1. Wellpappenmaschine mit zwei zusammenwirkenden Riffelwalzen, von denen mindestens eine eine Rollbending-Einrichtung aufweist, bei der auf jedes Ende der betreffenden Riffelwalze ein Kräftepaar zur Erzeugung eines Biegemoments wirkt,

   dadurch gekennzeichnet,

   daß mindestens eine (K) der Kräfte über ein Schwingungsdämpfungsglied auf das jeweilige Walzenende (ItV,30') wirkt.
2. 2. Wellpappenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraft Über ein hydrostatisches Radiallager (50) auf das Walzenende dO',30') übertragen wird.
3. 3. Wellpappenmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daD das hydrostatische R^diallager (50) als Halblager ausgebildet ist«
4. 4. Wellpappenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraft von einem K/aftausUbungsglied (21) Über ein Schwingungsdämpfungsglied (70) auf ein auf dem Walzenende (10',3O¹) angeordnetes Drehlager (28) übertragen wird« . ,.,

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5. 5. Wellpappenmaechine nach Anspruch A, dadurch ge*
   kennzeichnet/ daß das Schwingungedärnpfungsglied (70) einen elastisch verformbaren Körper (31) umfaßt/ durch den die Kraft übertragen wird.
6. 6. Wellpappenmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das SchwingungsdMmpfungsglied ein Reibungsdämpfungsglied umfaßt.
7. 7. Wellpappenmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwingungsdämpfungsglied (70) ein hydraulisches Dämpfungsglied (32,33* umfaßt, bei welchen aus einer Kammer bei einer Verlagerung ausströmende Druckflüssigkeit eine Drosselstelle (35) zu passieren hat.
8. 8. Wellpappenmaschine nach einem der Ansprüche 1
   bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine in der Ebene (2) des Riffelwalzenpaares (10,20) gelegene dritte Walze (30) umfaßt, die von außen an einer der Walzen des Riffelwalzenpaares (10,20) anliegt, daß alle Walzen in einer
   Lageranordnung (13) drehbar gelagert sind und die Kräfte (K) die über die Lagerungen nach außen vorstehenden Enden (10',3O¹) der beiden äußeren Walzen (10,30) auseinanderzudrücken bestrebt sind.