JPH10202173A - 回転ロールの接触振動を減衰する方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 相互間にニップを形成するロールの接触振動
を確実に排除できるまたは少なくとも減衰できる方法お
よび装置を提供する。 【解決手段】 有効な励起（移相された対向振動）を外
部から直接的および／または間接的にロール１，２，１
３，１４の少なくとも１の軸受点７，９に誘導するアク
チュエータ１０，１１，１２を設け、減衰を能動的に行
い、能動的な励起（移相された対向振動）を外部から直
接的および／または間接的にロールの少なくとも一つの
軸受点７，９に作用させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、請求項１のプレア
ンブルおよび請求項１１に記載の、抄紙機（特に、塗布
装置）の回転ロールの接触振動を減衰する方法および装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】抄紙機において、製造されるウェブは、
多数のロールを介して走行する。この場合、例えば、印
刷部、塗布装置、巻取ユニットまたは平滑化装置におい
て、多数の箇所で、それぞれ、少なくとも２つのロール
が、相互間に、ウェブが通過するニップを形成する。

【０００３】接触振動の本質は、双方のニップ形成ロー
ルの軸が、運転中に、相対運動し、不測に変形するとい
う点にある。

【０００４】ウェブ速度が大きければ大きいほど（部分
的には２，０００ｍ／ｍｉｎ以上）、ウェブ幅が大きけ
れば大きいほど、従って、対応するロールを有するマシ
ンの幅が大きければ大きいほど、上記問題が強調され
る。

【０００５】ウェブ速度が１，０００ｍ／ｍｉｎを越
え、ウェブ幅が極めて大きく最大１０ｍに達する場合、
振動は、極めて大きく、従って、ロールは、不均一に
（多角形状に）変形し、摩耗する。更に、振動は、運転
性能を劣化する。

【０００６】塗布装置の場合、塗布ゾーンの縦方向パタ
ンの品質劣化が認められる。

【０００７】ロールの振動またはたわみを受動的に減衰
することは既知である。これは、例えば、ドイツ特許Ｄ
Ｅ２９５０９４５に開示の如く、回転自在のロール外殻
の不動の中心軸の高圧チャンバの特殊な流動横断面積を
形成することによって行われる。

【０００８】大質量の振動を減衰する方法は、米国特許
第５４３１２６１号から公知である。

【０００９】この方法の場合、補足質量を有する振動抑
制装置を使用する。この場合、補足質量は、減衰すべき
質量に対して作用する。

【００１０】未公開の出願ＤＥ１９６３５２１６には、
能動的振動減衰式ロールに紙ウェブを巻取り巻取ロール
を案内する方法が記載されている。

【００１１】この場合、巻取装置は、シリンダの押圧ド
ラムに作用する補足の抑制質量を有する振動抑制装置を
含む。

【００１２】この場合、振動抑制装置は、液圧的または
空気圧的方式で作動する少なくとも１つのアクチュエー
タを含む。

【００１３】アクチュエータは、移相（相シフト）振動
を励起し、かくして、押圧ドラムの振動が、十分に抑制
される。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、相互
間にニップを形成するロールの接触振動を確実に排除で
きるまたは少なくとも減衰できる方法および装置を提供
することにある。この場合、公知の先行技術の場合のよ
うな補足質量を使用する必要はない。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この課題は、本発明に基
づき、請求項１および請求項１１の特徴によって解決さ
れる。

【００１６】合目的的な実施例を従属請求項に開示し
た。

【００１７】本発明者は、共働する、即ち、ニップを形
成するロールの振動は、ロール（案内側および／または
駆動側）の少なくとも１つの支持箇所（軸受点）に外部
から能動的励起を与えることによって有効に減衰できる
ということを確認した。この場合、導入される力は、支
持箇所外でも支持箇所内でも軸受のジャーナル部に作用
できる。１つまたは複数の支持箇所に設置されたセンサ
は、ロールの振動を有利な態様で測定でき、能動的減衰
に関する命令を操作部材を介して伝達できる。

【００１８】マシン中心にセンサを設置することも考え
られる。

【００１９】能動的減衰のために、変更された条件に自
動的に適合する要素を使用するのが有利である。

【００２０】これは、変更された生成条件（例えば、速
度）またはマシン条件（例えば、ロールのゴムライニク
ングをこれとは異なる弾性を有するライニクングとの交
換）に正しく且つ迅速に応答するために極めて重要であ
る。

【００２１】驚くべきことには且つ予期に反して、少な
くとも１つの支持箇所において、ここに振動節点がある
にも拘わらず、能動的で有効な対策が可能であるという
ことが判明した。

【００２２】対向振動は、正弦波振動である。しかしな
がら、対向振動は、パルス状振動特性（矩形波振動）を
有することもできる。対向振動は、すべての振幅に作用
する必要はなく、例えば、第２振幅、第３振幅、第４振
幅．．．に作用すればよい。

【００２３】

【発明の実施形態】図示の実施例を参照して、以下に、
本発明を詳細に説明する。

【００２４】この場合、実施例は、塗布装置に関する。

【００２５】図１に、公知の塗布機構３，４を配した塗
布装置の相互に平行に並置された２つのロール１，２の
略図を示した。但し、ここでは、塗布機構については説
明しない。被覆すべきウェブＢは、双方のロールの間の
ニップＮを介して走行する。ウェブの走行方向を矢印で
示した。

【００２６】図１において、双方のロールは、水平に並
置された状態に示してある。もちろん、別の位置、例え
ば、ロールの回転軸線の結合面が水平面と角度をなす位
置または双方のロール１，２が垂直方向へ重畳して配置
された位置も考えられる。この場合、ウェブＢの走行方
向は、異なっていてよい。

【００２７】選択した実施例の場合、右側のロール２
は、旋回機構５を介してロール１，２に平行な旋回軸線
６のまわりに旋回自在に軸受７に軸支されている。旋回
機構５は、例えば、旋回シリンダ８によって作動され
る。

【００２８】ロール１は、軸受９によって位置不動に軸
支されている。このロールは、一般に、弾性ライニクン
グ（例えば、ゴム、ＰＵなど）を備えたロールである。
ロール２は、同じく、弾性ライニクングを備えている
か、鋼製シェルまたはクロム製シェルを有する。

【００２９】図１には、更に、本発明に係るアクチュエ
ータ１０，１１，１２が示してある。アクチュエータ１
０は、軸受９に結合され、アクチュエータ１１は、軸受
７に結合され、アクチュエータ１２は、励起を並列また
は直列にシリンダ８に伝達する。上記アクチュエータ
は、対向周波数で接触振動を抑制する。このような系の
固有周波数は、概ね、３０から１００Ｈｚ以上（＞１０
０Ｈｚ）の間である。上記の３つのすべてのアクチュエ
ータは、別個に、能動的減衰を行うことができる。しか
しながら、アクチュエータ１０，１１またはアクチュエ
ータ１０，１２が同時に作用する変更例も考えられる。
後者の場合、アクチュエータ１２の作用方向は、旋回軸
６の方向変更にもとづき、アクチュエータ１１の作用方
向（即ち、本質的にニップ形成ロール１，２の回転軸線
７，９の間の半径方向結合線）に対応する。

【００３０】第２アクチュエータ１１´を軸受７に設
け、アクチュエータ１１，１１´の作用方向を本質的に
相互に垂直に交差させた変更例も考えられる。

【００３１】図２に示したロールの配置の場合、接触振
動の減衰を有効に実施できる。

【００３２】図２に、２つの塗布ロール１，２と、塗布
ロールとは逆方向へ回転し上記ロールとともに同じく
（液体が充填された）ニップＮを形成する補足の移行ロ
ール１３，１４とを有する２ロール塗布装置を示した。

【００３３】この場合、材料ウェブＢは、塗布ロール
１，２の間のニップＮを図１とは異なる方向へ通過す
る。

【００３４】塗布ロールは、一般に（絶対的ではない
が）、同一の径を有する。移行ロール１３，１４が、塗
布ロールよりも小さい径を有していれば好ましい。この
場合、対応する少なくとも１つのアクチュエータ１０ま
たは１１を上記ロール１または２，１３または１４の少
なくとも１つの軸受の振動減衰のために使用できる。

【００３５】可動ロールと不動ロールとの間のニップに
おける実験から、図３，４，５に示す下記のフレ（振
動）が得られた。フレは、それぞれ、ロール１，２の中
心において、即ち、被験振動形において変形が最大の箇
所において測定した。

【００３６】Ｙ軸にフレ（振動）をｍｍ×１０^−２の単
位でプロットし、Ｘ軸にｓｅｃの単位で時間をプロット
した。

【００３７】図３に、可動ロール２のフレを示した。こ
の場合、実線の曲線で、能動的減衰のない強いフレを示
した。破線で、能動的減衰の場合の極めて弱い−ほぼゼ
ロに近い−フレを示した。

【００３８】図４に、不動ロール１のニップにおける幾
分弱いフレを示した。この場合も、実線で振動減衰のな
いフレを示し、破線で振動減衰を行った場合のフレを示
した。図５から明らかな如く、軸受７，９には、極く僅
かなフレが現れるに過ぎない。図３，４の場合と同様、
この場合も、振動減衰を行った場合および振動減衰を行
わない場合のフレを、それぞれ、破線および実線で示し
た。

【００３９】接触振動の能動的減衰の調節は、それ自体
は公知の調節回路によって有利な態様で実施できる。こ
の場合、センサは、ロールの現存の振動の実際値を検知
する。この数値は、実際値と目標値との比較にもとづき
能動的減衰の操作量を求めるため制御演算ユニットに送
られる。判り易いよう、調節系は図示してない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るアクチュエータの配置を示す図面
である。

【図２】２ロール塗布装置の図面である。

【図３】可動ロール２の間のニップのフレを示す図面で
ある。

【図４】不動ロール１の間のニップの幾分弱いフレを示
す図面である。

【図５】軸受７，９におけるフレを示す図面である。

【符号の説明】

１，２ 塗布ロール ３，４ 塗布機構 ５ 旋回機構 ７，９ 軸受 ８ 旋回シリンダ １０，１１，１２ アクチュエータ １３，１４ 移行ロール

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 抄紙機、特に塗布装置、の回転ロールの
   接触振動を減衰する方法であって、該ロールを端面で軸
   受に保持し、少なくとも２つのロールで相互間に１つの
   ニップを形成し、該ニップ形成ロールの一つは旋回自在
   にまたは引っ込め自在に構成した形式のものにおいて：
   減衰を能動的に行い、能動的な励起（移相された対向振
   動）を外部から直接的および／または間接的にロールの
   少なくとも一つの軸受点に作用させることを特徴とする
   方法。
2. 【請求項２】 能動的な直接的励起を端面の少なくとも
   １つの軸受点（案内側および／または駆動側）に付与す
   ることを特徴とする請求項１の方法。
3. 【請求項３】 能動的な間接的励起を旋回自在のロール
   の旋回機構を介して誘導することを特徴とする請求項１
   の方法。
4. 【請求項４】 上記対向振動が、正弦波振動であるかま
   たはパルス状振動特性を有することを特徴とする請求項
   １〜３のいずれか１項の方法。
5. 【請求項５】 能動的減衰のために、減衰周波数ｆ＝１
   ／Ｔ（式中、Ｔ（振動期間）は、減衰すべき振動の整数
   倍である）のアクチュエータを使用することを特徴とす
   る請求項１〜４のいずれか１項の方法。
6. 【請求項６】 間接的減衰のために、上記減衰アクチュ
   エータを、上記旋回自在のロールの旋回運動を実施する
   一連の上記アクチュエータに直列に配置することを特徴
   とする請求項３の方法。
7. 【請求項７】 熱的、液圧的、空気圧的、電気的、電磁
   気的、磁気的、磁歪的または圧電的方式で作動するアク
   チュエータを能動的励起に使用することを特徴とする請
   求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
8. 【請求項８】 上記能動的励起の作用方向が、上記ニッ
   プ形成ロールの回転軸線の間の半径方向結合線に本質的
   に対応することを特徴とする、請求項１〜７のいずれか
   １項に記載の方法。
9. 【請求項９】 調節回路によって能動的減衰を行い、セ
   ンサで上記ロールの不測の振動を検知し、上記振動を制
   御演算ユニットに送って実際値と所与の目標値との比較
   にもとづき能動的減衰のための操作量を求めることを特
   徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
10. 【請求項１０】 各減衰アクチュエータが固有の調節回
    路を使用して作動され、上記調節回路を相互に同調させ
    ることを特徴とする請求項９の方法。
11. 【請求項１１】 抄紙機、特に塗布装置、の回転ロール
    の接触振動を減衰する装置であって、 −相互に押圧されてニップを形成する少なくとも２つの
    ロールを有し、 −ロールを端面で軸受に保持し、 −該ニップ形成ロールの一つを旋回自在に構成した、形
    式のものにおいて：能動的な励起（移相された対向振
    動）を外部から直接的および／または間接的にロール
    （１，２，１３，１４）の少なくとも一つの軸受点
    （７，９）に誘導するアクチュエータ（１０，１１，１
    ２）が設けてあることを特徴とする装置。
12. 【請求項１２】 能動的励起（移相された対向振動）を
    受ける上記ロールには、案内側および／または駆動側
    に、唯一つのアクチュエータが結合されていることを特
    徴とする請求項１１の装置。
13. 【請求項１３】 能動的励起（移相された対向振動）を
    受ける上記ロールには、作用方向が本質的に相互に垂直
    をなす２つのアクチュエータが結合されていることを特
    徴とする請求項１１の装置。
14. 【請求項１４】 相互間に１つのニップを形成する上記
    ロール（１，２，１３，１４）が、それぞれ、好ましく
    は上記ニップへ向く作用方向を有するアクチュエータを
    備えていることを特徴とする請求項１１の装置。
15. 【請求項１５】 アクチュエータ（１２）が、上記旋回
    自在のロール（２）の旋回機構（５）に結合されてお
    り、該アクチュエータ（１２）が、旋回アクチュエータ
    （８）に直列に配置されていることを特徴とする請求項
    １１〜１４のいずれか１項に記載の装置。
16. 【請求項１６】 調節回路が、能動的減衰の調節のため
    に少なくとも１つのセンサおよび制御演算ユニットを備
    えていることを特徴とする請求項１１〜１５のいずれか
    １項に記載の装置。