EP1905713A1 - Wickelmaschine zum Aufwickeln einer Materialbahn - Google Patents

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EP1905713A1
EP1905713A1 EP07117098A EP07117098A EP1905713A1 EP 1905713 A1 EP1905713 A1 EP 1905713A1 EP 07117098 A EP07117098 A EP 07117098A EP 07117098 A EP07117098 A EP 07117098A EP 1905713 A1 EP1905713 A1 EP 1905713A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
winding
damping means
winding machine
roller
support
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP07117098A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Rolf Dr. Van Haag
Alexander Klupp
Manfred Dr. Mager
Josef Nelles
Christian Pringal
Jürgen Wolf
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Voith Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
Publication of EP1905713A1 publication Critical patent/EP1905713A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H18/00—Winding webs
    • B65H18/08—Web-winding mechanisms
    • B65H18/14—Mechanisms in which power is applied to web roll, e.g. to effect continuous advancement of web
    • B65H18/20—Mechanisms in which power is applied to web roll, e.g. to effect continuous advancement of web the web roll being supported on two parallel rollers at least one of which is driven
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2301/00—Handling processes for sheets or webs
    • B65H2301/40—Type of handling process
    • B65H2301/41—Winding, unwinding
    • B65H2301/414—Winding
    • B65H2301/4148—Winding slitting
    • B65H2301/41486—Winding slitting winding on two or more winding shafts simultaneously
    • B65H2301/414866—Winding slitting winding on two or more winding shafts simultaneously on bed rollers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
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    • B65H2515/00—Physical entities not provided for in groups B65H2511/00 or B65H2513/00
    • B65H2515/50—Vibrations; Oscillations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B65H2555/00—Actuating means
    • B65H2555/10—Actuating means linear
    • B65H2555/12—Actuating means linear hydraulic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B65H2601/50—Diminishing, minimizing or reducing
    • B65H2601/52—Diminishing, minimizing or reducing entities relating to handling machine
    • B65H2601/524—Vibration
    • B65H2601/5244—Vibration by using electro-rheological fluid [ERF]

Definitions

  • the invention relates to a winding machine for winding a material web, in particular a paper or board web, on at least one winding tube to a winding roll to which a roller mounted in a roller bearing during winding.
  • a material web for example in the form of a paper web, is produced in a relatively large width of currently up to 12 m and virtually endless. In order to be usable for a later consumer, the web must be divided into narrower webs. These narrower webs of material must then be wound into bobbins. For this purpose, a winding machine is used.
  • winding machines which are also referred to as "reel winder” or “slitter” occur in operation problems due to strong vibrations, the result of poor windings, heavy use of the machine and the foundations, reduction in production speed or roller swings to roll ejection.
  • Occurring vibrations with concomitant out of roundness of the winding roll can be associated with the processing of certain types of material webs.
  • the friction behavior or the material web thickness represent relevant variables.
  • the bobbins are decelerated to a standstill. If the rotational frequency of the winding roll passes through the natural frequency of the oscillation of the entire system, then a roll swings can occur. The winding roll vibrates, which can lead to a role ejection.
  • Vibrations occurring during the winding process are classified into two problem areas, namely roll hum and roll swings.
  • the roller humming is a contact vibration between the winding roller and the roller or the rollers, wherein when using several rollers, on which the winding roller is applied, the rollers can oscillate against each other. Roller rumbling may occur when a harmonic of the rotational frequency of the winding roll or winding rolls (when several winding rolls are wound simultaneously) is in the range of the natural frequency of the contact vibration.
  • Due to the roller hum may cause a non-uniform structure of the web in the winding roll, which in turn can increase the contact vibrations.
  • roller winding device of the type mentioned that the roller bearing is connected via a damping means with a support having a cylinder and a piston disposed therein, which divides the cylinder into two pressure chambers, wherein the piston with the roller bearings and the cylinder communicates with the support.
  • the two pressure chambers of the damping means are preferably filled with at least one fluid whose viscosity is variable.
  • the at least one fluid may be an electrorheological or magnetorheological oil, which preferably has a viscosity in the range of 110 to 10 6 mPa s at 20 ° C.
  • the described adjustability of the damping forces is particularly simple and inexpensive given when the damping means is at least partially surrounded by a device which causes a change in the viscosity of the at least one fluid contained in the damping means when acted upon.
  • the device may comprise at least one electrical coil surrounding the damping means at least in regions.
  • the regional environment of the damping means extends along its longitudinal axis, wherein both a single area as well as several, preferably smaller areas may be surrounded by the device.
  • the two pressure chambers are additionally connected to each other by a pressure equalizing throttle.
  • a pressure equalizing throttle avoids a jerk of the roller and allows a static pressure equalization, which may be necessary, for example, due to the growing weight of the wound roll.
  • the pressure compensating throttle is arranged in the piston.
  • the pressure compensating throttle can be kept very small, so that no additional space is required outside of the damping means. Leaks that may occur when connecting the pressure compensation throttle can be reliably avoided.
  • the roller bearing can be connected via a spring with the support.
  • a spring seems at first unrealistic because it promotes the tendency of the roller to vibrate. But since the damping means is present, you can reliably prevent the swinging of the roller in certain frequency ranges by a combination of damping means and spring.
  • the spring is moreover preferably arranged parallel to the damping means, since this gives an ideal action of any forces.
  • the spring is formed by a spring rocker. Such a spring is relatively stiff. It is practically integrally connected to a machine frame, so that basically no further maintenance is necessary here.
  • roller bearing may also be mounted on an articulated arm, which is supported by a spring element on the support. In this case, the same effect results.
  • roller bearings which are each connected via a damping means to the support, wherein a control device is provided which varies the viscosity of the oscillating vibration of the at least one fluid of the one damping means or the other damping means or both damping means.
  • a control device which varies the viscosity of the oscillating vibration of the at least one fluid of the one damping means or the other damping means or both damping means.
  • FIG. 1 It shows the single figure is a schematic representation of a winding machine 1, which is designed in the present embodiment as a carrier roll winding machine.
  • the winding machine 1 accordingly has two support rollers 2, 3, which form a winding bed 4 between them, in which a winding roller 5 is arranged.
  • the winding roll 5 is shown here with diameters of different sizes in order to make the progress, ie the diameter increase, visible during winding.
  • winding rollers 5 can be arranged axially one behind the other in the winding bed 4 in the axial direction of the two support rollers 2, 3 seen. Be with a support or contact roller winder Expediently, the individual winding rollers 5 are then distributed on both sides of the corresponding roller.
  • such a winding machine 1 is also provided with a longitudinal cutting device which divides the tapered material web into a plurality of mutually parallel partial webs.
  • the partial webs may have a width in the range of about 0.3 to 4.8 m.
  • a winding machine such as a support roller, which is also referred to as a rider or load roller, or drive motors for the support rollers 2, 3 are not shown here.
  • the two support rollers 2, 3 are rotatably mounted in roller bearings 6, 7. Of course, a corresponding arrangement is provided with roller bearings at the other axial end of the two support rollers 2, 3.
  • the roller bearing 6 is mounted on a spring rocker 8 and the roller bearing 7 is mounted on a spring rocker 9.
  • the two spring wings 8, 9 are connected to a machine frame 10. They form relatively stiff springs on which the roller bearings 6, 7 are supported.
  • an articulated arm which is hinged to the machine frame 10, wherein the Articulated arm is then supported on the machine frame 10 via a spring, for example a helical spring.
  • damping means 11, 12 is arranged in each case. Both damping means 11, 12 are connected to a control device 13.
  • the control device 13 is connected to vibration sensors 14, 15, each having a vibration of the Roller bearing 6 and 7 detect.
  • the respective roller bearing 6, 7 is connected via the respective damping means 11, 12 with a support 10, each having a cylinder 16, 17 and a piston 18, 19 disposed therein, the corresponding cylinder 16, 17 in two pressure chambers 16.1, 16.2 ; 17.1, 17.2 divided.
  • Each piston 18, 19 is connected via a first piston rod 20, 21 with the spring wings 8, 9, so the roller bearings 6, 7, connected.
  • the respective second piston rod 22, 23 is guided into a respective blind bore 24, 25 in an end face 26, 27 of the corresponding cylinder 16, 17, which faces the machine frame 10.
  • the two pressure chambers 16.1, 16.2; 17.1, 17.2 of the respective damping means 11, 12 are filled with at least one fluid 28 whose viscosity ⁇ is variable.
  • the at least one fluid 28 is an electrorheological oil 29 having a viscosity ⁇ in the range of 110 to 10 6 mPa s at 20 ° C, it may be in a further embodiment, however, a magnetorheological oil having preferably the same properties.
  • the respective damping means 16, 17 is at least partially surrounded by a corresponding device 30, 31, which causes a change in the viscosity ⁇ of the at least one contained in the damping means 11, 12 fluid 28 when acted upon.
  • the illustrated device 30, 31 comprises at least one electrical coil 32, 33, which surrounds the associated damping means 11, 12 at least partially.
  • the two pressure chambers 16.1, 16.2; 17.1, 17.2 of each damping means 11, 12 are additionally by a respective; a flow-compensating pressure-compensating throttle 34, 35 connected to each other, wherein the pressure-compensating throttles 34, 35 are arranged in the piston 18, 19.
  • the corresponding flow resistance should be so great that at higher frequencies in the order of 30 Hz or more, the volume of the fluid 28 in the two associated pressure chambers 16.1, 16.2; 17.1, 17.2 is clamped, so to speak.
  • the circulation flow generating device has a pump, which removes the fluid from a tank and pumps through the two pressure chambers back into the tank. Between the tank and the pump can still be provided a tempering, which keeps the fluid at a constant temperature as possible. This is advantageous in order to keep the damping properties of the damping agent constant over a longer period of time.
  • the springs 8, 9 are arranged parallel to the associated damping means 11, 12.
  • Such a damping means 11, 12 has basically integrated all the necessary elements, that is, one does not require a complex external wiring with a pressure control circuit or a pressure accumulator.
  • a winding machine 1 is relatively low maintenance and allows safe operation.

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  • Winding Of Webs (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wickelmaschine (1) zum Aufwickeln einer Materialbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, auf mindestens eine Wickelhülse zu einer Wickelrolle (5), an der beim Wickeln eine in einem Walzenlager (6, 7) gelagerte Walze (2, 3) anliegt. Die erfindungsgemäße Wickelmaschine (1) ist dadurch gekennzeichnet, dass das Walzenlager (6, 7) über ein Dämpfungsmittel (11, 12) mit einer Abstützung (10) verbunden ist, das einen Zylinder (16, 17) und einen darin angeordneten Kolben (18, 19) aufweist, der den Zylinder (16, 17) in zwei Druckräume (16.1, 16.2; 17.1, 17.2) unterteilt, wobei der Kolben (18, 19) mit den Walzenlagern (6, 7) und der Zylinder (16, 17) mit der Abstützung (10) in Verbindung steht.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Wickelmaschine zum Aufwickeln einer Materialbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, auf mindestens eine Wickelhülse zu einer Wickelrolle, an der beim Wickeln eine in einem Walzenlager gelagerte Walze anliegt.
  • Eine Materialbahn, beispielsweise in Form einer Papierbahn, wird in relativ großer Breite von derzeit bis zu 12 m und quasi endlos hergestellt. Um für einen späteren Verbraucher verwendbar zu sein, muss die Materialbahn in schmalere Bahnen unterteilt werden. Diese schmaleren Materialbahnen müssen dann zu Wickelrollen aufgewickelt werden. Hierzu wird eine Wickelmaschine verwendet.
  • Bei einigen Wickelmaschinen, die auch als "Rollenwickeleinrichtungen" oder "Rollenschneider" bezeichnet werden, treten im Betrieb Probleme aufgrund starker Vibrationen auf, deren Folge schlechte Aufwicklungen, starke Beanspruchung der Maschine und der Fundamente, Verminderung der Produktionsgeschwindigkeit oder Rollenschaukeln bis hin zum Rollenauswurf sind.
  • Auftretende Vibrationen mit einhergehender Unrundheitsbildung der Wickelrolle können mit der Verarbeitung bestimmter Materialbahnsorten verbunden sein. Beispielsweise stellen das Reibverhalten oder die Materialbahndicke relevante Größen dar.
  • Man nimmt an, dass für die Unrundheitsbildung der Wickelrolle eine Kontaktschwingung zwischen Wickelrolle und Walze oder Walzen ursächlich ist, wobei die Walze oder Walzen und die Wickelrolle oder Teile davon, zum Beispiel der äußere Mantel einer begrenzten Anzahl von Materialbahnlagen, gegeneinander schwingen. Hierdurch kann es zu einem ungleichförmigen Aufbau der Wickelrolle (Dichte-, Steifigkeits-, Dickenvariation, Lufteinschlüsse, sich verschiebende Materialbahnlagen) kommen, welcher wiederum die Kontaktschwingungen verstärken kann.
  • Am Ende des Wickelprozesses werden die Wickelrollen bis zum Stillstand abgebremst. Durchläuft die Drehfrequenz der Wickelrolle die Eigenfrequenz der Schwingung des gesamten Systems, so kann ein Rollenschaukeln auftreten. Die Wickelrolle schwingt, was bis zu einem Rollenauswurf führen kann.
  • Beim Wickelprozess auftretende Schwingungen werden in zwei Problembereiche klassifiziert, nämlich das Rollenbrummen und das Rollenschaukeln.
  • Das Rollenbrummen ist eine Kontaktschwingung zwischen der Wickelrolle und der Walze oder den Walzen, wobei bei Verwendung von mehreren Walzen, an denen die Wickelrolle anliegt, die Walzen gegeneinander schwingen können. Das Rollenbrummen kann auftreten, wenn sich eine Harmonische der Drehfrequenz der Wickelrolle oder der Wickelrollen (wenn mehrere Wickelrollen gleichzeitig gewickelt werden) im Bereich der Eigenfrequenz der Kontaktschwingung befindet.
  • Durch das Rollenbrummen kann es zu einem ungleichförmigen Aufbau der Materialbahn in der Wickelrolle kommen, was wiederum die Kontaktschwingungen verstärken kann.
  • Durchläuft die Drehfrequenz der Wickelrolle eine Eigenfrequenz des gesamten Systems, so kann ein Rollenschaukeln auftreten.
  • Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine hinsichtlich ihrer Dämpfung verbesserte Wickelmaschine zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird bei einer Rollenwickelvorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Walzenlager über ein Dämpfungsmittel mit einer Abstützung verbunden ist, das einen Zylinder und einen darin angeordneten Kolben aufweist, der den Zylinder in zwei Druckräume unterteilt, wobei der Kolben mit den Walzenlagern und der Zylinder mit der Abstützung in Verbindung steht.
  • Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst.
  • Mit einem derartigen Dämpfungsmittel ist es möglich, bei einer nennenswerten Lagerbewegung, wie sie bei einem Schwingungszustand der Walze auftritt, geschwindigkeitsproportionale Dämpfungskräfte an die Walze einzuleiten. Die Dämpfung ist umso größer, je stärker die Schwingung ist, also ein Effekt, der gewünscht ist. Natürlich lässt sich eine derartige Ausbildung auch dann realisieren, wenn bei dem Dämpfungsmittel der Zylinder mit dem Walzenlager und der Kolben mit der Abstützung verbunden ist.
  • Damit die Dämpfungskräfte einstellbar, insbesondere regel- oder steuerbar sind, sind die beiden Druckräume des Dämpfungsmittels bevorzugt mit wenigstens einem Fluid gefüllt, dessen Viskosität veränderbar ist. Dabei kann das wenigstens eine Fluid ein elektrorheologisches oder magnetorheologisches Öl sein, welches bevorzugt eine Viskosität im Bereich von 110 bis 106 mPa s bei 20 °C aufweist.
  • Die beschriebene Einstellbarkeit der Dämpfungskräfte ist insbesondere dann einfach und kostengünstig gegeben, wenn das Dämpfungsmittel zumindest bereichsweise von einer Einrichtung umgeben ist, welche bei einer Beaufschlagung eine Änderung der Viskosität des wenigstens einen in dem Dämpfungsmittel enthaltenen Fluids bewirkt. Die Einrichtung kann dabei in bevorzugter Ausführung mindestens eine elektrische Spule umfassen, die das Dämpfungsmittel zumindest bereichsweise umgibt. Die bereichsweise Umgebung des Dämpfungsmittels erstreckt sich entlang seiner Längsachse, wobei sowohl ein einziger Bereich als auch mehrere, vorzugsweise kleinere Bereiche von der Einrichtung umgeben sein können.
  • In bevorzugter Weise sind die beiden Druckräume zusätzlich durch eine Druckausgleichsdrossel miteinander verbunden. Eine derartige Druckausgleichsdrossel vermeidet einen Ruck der Walze und erlaubt einen statischen Druckausgleich, der beispielsweise aufgrund des wachsenden Eigengewichts der Wickelrolle notwendig werden kann.
  • Vorzugsweise ist die Druckausgleichsdrossel im Kolben angeordnet. Die Druckausgleichsdrossel kann sehr klein gehalten werden, so dass außerhalb des Dämpfungsmittels kein zusätzlicher Platz erforderlich ist. Undichtigkeiten, die beim Anschließen der Druckausgleichsdrossel entstehen können, können zuverlässig vermieden werden.
  • Ferner kann das Walzenlager über eine Feder mit der Abstützung verbunden sein. Eine derartige Feder erscheint zunächst widersinnig, weil sie die Schwingungsneigung der Walze fördert. Da aber das Dämpfungsmittel vorhanden ist, kann man durch eine Kombination aus Dämpfungsmittel und Feder das Aufschwingen der Walze in bestimmten Frequenzbereichen zuverlässig verhindern. Die Feder ist überdies vorzugsweise parallel zum Dämpfungsmittel angeordnet, da hierdurch ein ideales Wirken etwaiger Kräfte gegeben ist.
  • Hierbei ist bevorzugt, dass die Feder durch eine Federschwinge gebildet ist. Eine derartige Feder ist relativ steif. Sie ist praktisch einstückig mit einem Maschinengestell verbunden, so dass hier im Grunde keine weiteren Wartungsarbeiten notwendig sind.
  • Alternativ dazu kann das Walzenlager auch an einem Gelenkarm gelagert sein, der durch ein Federelement an der Abstützung abgestützt ist. In diesem Fall ergibt sich die gleiche Wirkung.
  • Auch ist von Vorteil, wenn zwei Walzen mit Walzenlagern vorgesehen sind, die jeweils über ein Dämpfungsmittel mit der Abstützung verbunden sind, wobei eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, die schwingungsabhängig die Viskosität des wenigstens einen Fluids des einen Dämpfungsmittels oder des anderen Dämpfungsmittels oder beider Dämpfungsmittel verändert. Mit anderen Worten kann man die Lagersteifigkeit einer Walze oder beider Walzen verändern, wenn dies zum Bekämpfen von Eigenschwingungen erforderlich sein sollte.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
  • Es zeigt die einzige Figur eine schematische Darstellung einer Wickelmaschine 1, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Tragwalzen-Wickelmaschine ausgeführt ist. Die Wickelmaschine 1 weist dementsprechend zwei Tragwalzen 2, 3 auf, die zwischen sich ein Wickelbett 4 bilden, in dem eine Wickelrolle 5 angeordnet ist. Die Wickelrolle 5 ist hier mit unterschiedlich großen Durchmessern dargestellt, um den Fortschritt, also die Durchmesserzunahme, beim Wickeln sichtbar zu machen.
  • Nicht dargestellt ist eine Materialbahn, die auf die Wickelrolle 5 aufgewickelt wird, oder eine Vorratsstation, von der die Materialbahn abgezogen wird. Diese Elemente sind bei einer Wickelmaschine an sich bekannt.
  • Abweichend von der Ausgestaltung der Figur kann die nachfolgend erläuterte Idee auch bei einer so genannten Stütz- oder Kontaktwalzen-Wickelmaschine verwendet werden, bei der die Wickelrolle 5 jeweils nur an einer Walze anliegt, im übrigen aber zentrisch gehalten wird.
  • Bei der in der Figur dargestellten Wickelmaschine 1 können in Axialrichtung der beiden Tragwalzen 2, 3 gesehen mehrere Wickelrollen 5 axial hintereinander im Wickelbett 4 angeordnet sein. Bei einem Stütz- oder Kontaktwalzenwickler werden zweckmäßigerweise die einzelnen Wickelrollen 5 dann auf beiden Seiten der entsprechenden Walze verteilt.
  • Üblicherweise ist eine derartige Wickelmaschine 1 auch noch mit einer Längsschneideinrichtung versehen, die die zulaufende Materialbahn in mehrere parallel zueinander laufende Teilbahnen unterteilt. Die Teilbahnen können eine Breite im Bereich von etwa 0,3 bis 4,8 m aufweisen.
  • Nähere Einzelheiten einer Wickelmaschine, wie beispielsweise eine Stützwalze, die auch als Reiter- oder Belastungswalze bezeichnet wird, oder Antriebsmotoren für die Tragwalzen 2, 3 sind hier nicht dargestellt.
  • Die beiden Tragwalzen 2, 3 sind in Walzenlagern 6, 7 drehbar gelagert. Natürlich ist an dem anderen axialen Ende der beiden Tragwalzen 2, 3 eine entsprechende Anordnung mit Walzenlagern vorgesehen.
  • Das Walzenlager 6 ist auf einer Federschwinge 8 und das Walzenlager 7 ist auf einer Federschwinge 9 gelagert. Die beiden Federschwingen 8, 9 sind mit einem Maschinengestell 10 verbunden. Sie bilden relativ steife Federn, auf denen die Walzenlager 6, 7 abgestützt sind.
  • Anstelle der in der Figur dargestellten Federschwinge, die auch als "Biegeschwinge" bezeichnet werden kann und die in die Stuhlung oder das Maschinengestell 10 integriert ist, kann man auch in einer abweichenden Ausgestaltung einen Gelenkarm verwenden, der gelenkig am Maschinengestell 10 befestigt ist, wobei der Gelenkarm dann über eine Feder, beispielsweise eine Schraubenfeder, am Maschinengestell 10 abgestützt ist.
  • Zwischen der Federschwinge 8, 9 und dem Maschinengestell 10 ist jeweils ein Dämpfungsmittel 11, 12 angeordnet. Beide Dämpfungsmittel 11, 12 sind mit einer Steuereinrichtung 13 verbunden. Die Steuereinrichtung 13 wiederum ist mit Schwingungssensoren 14, 15 verbunden, die jeweils eine Schwingung des Walzenlagers 6 beziehungsweise 7 erfassen. Dadurch wird die Möglichkeit geschaffen, auch aktiv im System auftretende Schwingungen zu dämpfen, das heißt man gibt Druckimpulse auf die Dämpfungsmittel 11, 12 entgegengesetzt den Schwingungen des Systems.
  • Das jeweilige Walzenlager 6, 7 ist über das jeweilige Dämpfungsmittel 11, 12 mit einer Abstützung 10 verbunden, das je einen Zylinder 16, 17 und einen darin angeordneten Kolben 18, 19 aufweist, der den entsprechenden Zylinder 16, 17 in zwei Druckräume 16.1, 16.2; 17.1, 17.2 unterteilt. Jeder Kolben 18, 19 ist über eine erste Kolbenstange 20, 21 mit den Federschwingen 8, 9, also den Walzenlagern 6, 7, verbunden. Auf der der Kolbenstange 20, 21 gegenüberliegenden Seite ist jeweils eine zweite Kolbenstange 22, 23 angeordnet, die den gleichen Durchmesser wie die entsprechende erste Kolbenstange 20, 21 hat. Die jeweilige zweite Kolbenstange 22, 23 ist in eine jeweilige Blindbohrung 24, 25 in einer Stirnseite 26, 27 des entsprechenden Zylinders 16, 17 geführt, die dem Maschinengestell 10 zugewandt ist.
  • Die beiden Druckräume 16.1, 16.2; 17.1, 17.2 des jeweiligen Dämpfungsmittels 11, 12 sind mit wenigstens einem Fluid 28 gefüllt, dessen Viskosität η veränderbar ist. Das wenigstens eine Fluid 28 ist ein elektrorheologisches Öl 29 mit einer Viskosität η im Bereich von 110 bis 106 mPa s bei 20 °C, es kann in weiterer Ausgestaltung jedoch auch ein magnetorheologisches Öl mit vorzugsweise gleichen Eigenschaften sein.
  • Das jeweilige Dämpfungsmittel 16, 17 ist zumindest bereichsweise von einer entsprechenden Einrichtung 30, 31 umgeben, welches bei einer Beaufschlagung eine Änderung der Viskosität η des wenigstens einen in dem Dämpfungsmittel 11, 12 enthaltenen Fluids 28 bewirkt. Die dargestellte Einrichtung 30, 31 umfasst mindestens eine elektrische Spule 32, 33, die das dazugehörige Dämpfungsmittel 11, 12 zumindest bereichsweise umgibt.
  • Die beiden Druckräume 16.1, 16.2; 17.1, 17.2 eines jeden Dämpfungsmittels 11, 12 sind zusätzlich durch eine jeweilige; eine Strömungswiderstand aufweisende Druckausgleichsdrossel 34, 35 miteinander verbunden, wobei die Druckausgleichsdrosseln 34, 35 in den Kolben 18, 19 angeordnet sind. Der entsprechende Strömungswiderstand sollte so groß sein, dass bei höheren Frequenzen in der Größenordnung ab 30 Hz das Volumen des Fluids 28 in den beiden zueinander gehörenden Druckräumen 16.1, 16.2; 17.1, 17.2 sozusagen eingespannt ist.
  • Ferner sind die zueinander gehörenden Druckräume 16.1, 16.2; 17.1, 17.2 in nicht dargestellter Weise mit jeweils einer Zirkulationsstrom-Erzeugungseinrichtung verbunden. Die Zirkulationsstrom-Erzeugungseinrichtung weist eine Pumpe auf, die das Fluid aus einem Tank entnimmt und durch die beiden Druckräume zurück in den Tank pumpt. Zwischen dem Tank und der Pumpe kann noch eine Temperiereinrichtung vorgesehen sein, die das Fluid auf einer möglichst konstanten Temperatur hält. Dies ist von Vorteil, um die Dämpfungseigenschaften des Dämpfungsmittels über einen längeren Zeitraum konstant zu halten.
  • Weiterhin sind die Federn 8, 9 parallel zum dazugehörigen Dämpfungsmittel 11, 12 angeordnet.
  • Ein derartiges Dämpfungsmittel 11, 12 hat im Grunde alle notwendigen Elemente integriert, das heißt man benötigt keine aufwändige externe Beschaltung mit einem Druckregelkreis oder einem Druckspeicher. Darüber hinaus ist eine derartige Wickelmaschine 1 relativ wartungsarm und erlaubt einen sicheren Betrieb.
  • Zusammenfassend ist festzuhalten, dass durch die Erfindung eine hinsichtlich ihrer Dämpfung verbesserte Wickelmaschine der eingangs genannten Art geschaffen wird.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Wickelmaschine
    2
    Tragwalze
    3
    Tragwalze
    4
    Wickelbett
    5
    Wickelrolle
    6
    Walzenlager
    7
    Walzenlager
    8
    Federschwinge
    9
    Federschwinge
    10
    Maschinengestell (Abstützung)
    11
    Dämpfungsmittel
    12
    Dämpfungsmittel
    13
    Steuereinrichtung
    14, 15
    Schwingungssensor
    16
    Zylinder
    16.1
    Druckraum
    16.2
    Druckraum
    17
    Zylinder
    17.1
    Druckraum
    17.2
    Druckraum
    18
    Kolben
    19
    Kolben
    20
    Erste Kolbenstange
    21
    Erste Kolbenstange
    22
    Zweite Kolbenstange
    23
    Zweite Kolbenstange
    24
    Blindbohrung
    25
    Blindbohrung
    26
    Stirnseite
    27
    Stirnseite
    28
    Fluid
    29
    Elektrorheologisches Öl
    30
    Einrichtung
    31
    Einrichtung
    32
    Elektrische Spule
    33
    Elektrische Spule
    34
    Druckausgleichsdrossel
    35
    Druckausgleichsdrossel
    η
    Viskosität

Claims (13)

  1. Wickelmaschine (1) zum Aufwickeln einer Materialbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, auf mindestens eine Wickelhülse zu einer Wickelrolle (5), an der beim Wickeln eine in einem Walzenlager (6, 7) gelagerte Walze (2, 3) anliegt,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Walzenlager (6, 7) über ein Dämpfungsmittel (11, 12) mit einer Abstützung (10) verbunden ist, das einen Zylinder (16, 17) und einen darin angeordneten Kolben (18, 19) aufweist, der den Zylinder (16, 17) in zwei Druckräume (16.1, 16.2; 17.1, 17.2) unterteilt, wobei der Kolben (18, 19) mit den Walzenlagern (6, 7) und der Zylinder (16, 17) mit der Abstützung (10) in Verbindung steht.
  2. Wickelmaschine (1) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die beiden Druckräume (16.1, 16.2; 17.1, 17.2) des Dämpfungsmittels (11, 12) mit wenigstens einem Fluid (28) gefüllt sind, dessen Viskosität (η) veränderbar ist.
  3. Wickelmaschine (1) nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das wenigstens eine Fluid (28) ein elektrorheologisches Öl (29) oder ein magnetorheologisches Öl ist.
  4. Wickelmaschine (1) nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das elektrorheologische Öl (29) oder das magnetorheologische Öl eine Viskosität (η) im Bereich von 110 bis 106 mPa s bei 20 °C aufweist.
  5. Wickelmaschine (1) nach einem der Ansprüche 2, 3 oder 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Dämpfungsmittel (11, 12) zumindest bereichsweise von einer Einrichtung (30, 31) umgeben ist, welche bei einer Beaufschlagung eine Änderung der Viskosität (η) des wenigstens einen in dem Dämpfungsmittel (11, 12) enthaltenen Fluids (28, 29) bewirkt.
  6. Wickelmaschine (1) nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Einrichtung (30, 31) mindestens eine elektrische Spule (32, 33) umfasst, die das Dämpfungsmittel (11, 12) zumindest bereichsweise umgibt.
  7. Wickelmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die beiden Druckräume (16.1, 16.2; 17.1, 17.2) zusätzlich durch eine Druckausgleichsdrossel (34, 35) miteinander verbunden sind.
  8. Wickelmaschine (1) nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Druckausgleichsdrossel (34, 35) im Kolben (18, 19) angeordnet ist.
  9. Wickelmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Walzenlager (6, 7) über eine Feder (8, 9) mit der Abstützung (19) verbunden ist.
  10. Wickelmaschine (1) nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Feder (8, 9) parallel zum Dämpfungsmittel (11, 12) angeordnet ist.
  11. Wickelmaschine (1) nach Anspruch 9 oder 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Feder durch eine Federschwinge (8, 9) gebildet ist.
  12. Wickelmaschine (1) nach Anspruch 9 oder 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Walzenlager (6, 7) an einem Gelenkarm gelagert ist, der durch ein Federelement an der Abstützung (10) abgestützt ist.
  13. Wickelmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zwei Walzen (2, 3) mit Walzenlagern (6, 7) vorgesehen sind, die jeweils über ein Dämpfungsmittel (11, 12) mit der Abstützung (10) verbunden sind, wobei eine Steuereinrichtung (13) vorgesehen ist, die schwingungsabhängig die Viskosität (η) des wenigstens einen Fluids (28) des einen Dämpfungsmittels (11) oder des anderen Dämpfungsmittels (12) oder beider Dämpfungsmittel (11, 12) verändert.
EP07117098A 2006-09-29 2007-09-25 Wickelmaschine zum Aufwickeln einer Materialbahn Withdrawn EP1905713A1 (de)

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