WO2011151092A1 - Walze und verfahren zur vermeidung ihrer schwingungen - Google Patents

Walze und verfahren zur vermeidung ihrer schwingungen Download PDF

Info

Publication number
WO2011151092A1
WO2011151092A1 PCT/EP2011/054576 EP2011054576W WO2011151092A1 WO 2011151092 A1 WO2011151092 A1 WO 2011151092A1 EP 2011054576 W EP2011054576 W EP 2011054576W WO 2011151092 A1 WO2011151092 A1 WO 2011151092A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
roller
chamber
roller according
actuator
pressure
Prior art date
Application number
PCT/EP2011/054576
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jochen Niemann
Lars KRÜGER
Rolf Van Haag
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
Priority to EP11711514.7A priority Critical patent/EP2577078A1/de
Priority to CN2011800326621A priority patent/CN102959257A/zh
Publication of WO2011151092A1 publication Critical patent/WO2011151092A1/de

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
    • F16C32/06—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings
    • F16C32/0629—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings supported by a liquid cushion, e.g. oil cushion
    • F16C32/064—Bearings not otherwise provided for with moving member supported by a fluid cushion formed, at least to a large extent, otherwise than by movement of the shaft, e.g. hydrostatic air-cushion bearings supported by a liquid cushion, e.g. oil cushion the liquid being supplied under pressure
    • F16C32/0644—Details of devices to control the supply of liquids to the bearings
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21G—CALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
    • D21G1/00—Calenders; Smoothing apparatus
    • D21G1/0073—Accessories for calenders
    • D21G1/008—Vibration-preventing or -eliminating devices
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21G—CALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
    • D21G1/00—Calenders; Smoothing apparatus
    • D21G1/02—Rolls; Their bearings
    • D21G1/0206—Controlled deflection rolls
    • D21G1/0213—Controlled deflection rolls with deflection compensation means acting between the roller shell and its supporting member
    • D21G1/022—Controlled deflection rolls with deflection compensation means acting between the roller shell and its supporting member the means using fluid pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C13/00—Rolls, drums, discs, or the like; Bearings or mountings therefor
    • F16C13/02—Bearings
    • F16C13/022—Bearings supporting a hollow roll mantle rotating with respect to a yoke or axle
    • F16C13/024—Bearings supporting a hollow roll mantle rotating with respect to a yoke or axle adjustable for positioning, e.g. radial movable bearings for controlling the deflection along the length of the roll mantle
    • F16C13/026—Bearings supporting a hollow roll mantle rotating with respect to a yoke or axle adjustable for positioning, e.g. radial movable bearings for controlling the deflection along the length of the roll mantle by fluid pressure

Definitions

  • the actuators are distributed symmetrically over the length and / or circumference of the roller. This avoids influences that unevenly affect the width of the fibrous web. If the roller only had a "belly" through the actuator on one side, the web would possibly be more compacted at this point than elsewhere.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)
  • Treatment Of Fiber Materials (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Walze zur Behandlung einer Faserstoffbahn mit einem umlaufenden, auf einer drehfesten Achse (5) gelagerten hohlen Walzenmantel (4), wobei der Ringraum (7) zwischen Mantel (4) und Achse (5) durch wenigstens zwei axiale Dichtungen (6) in wenigstens zwei Kammern (8, 9) geteilt ist, die zur Erzielung einer gewünschten Walzendurchbiegung mit Druckfluiden unterschiedlichen Drucks befüllbar sind. Um die Schwingungen am Mantel der Walze im Betrieb zu reduzieren ist mindestens eine aktiv ansteuerbare Kammervolumenveränderungseinrichtung (2) vorhanden.

Description

Walze und Verfahren zur Vermeidung ihrer Schwingungen
Die Erfindung betrifft eine Walze zur Behandlung einer Faserstoffbahn mit einem umlaufenden, auf einer drehfesten Achse gelagerten hohlen Walzenmantel, wobei der Ringraum zwischen Mantel und Achse durch wenigstens zwei axiale Dichtungen in wenigstens zwei Kammern geteilt ist, die zur Erzielung einer gewünschten Walzendurchbiegung mit Druckflui- den unterschiedlichen Drucks befüllbar sind.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Vermeidung von Schwingungen in einem aus dieser Walze und einer Gegenwalze aufgebauten System.
Die Rede ist demnach von einer in Fachkreisen als„Schwimmende Walze" oder„S-Walze" bezeichneten Walze. Diese Walzen werden heutzutage oft in (auf die Bahnbreite, der so genannten CD-Richtung, bezogen) schmaleren Kalandern eingesetzt. Der unterschiedliche Druck in den beiden Kammern reicht aus, um eine Durchbiegung zu erreichen, die sich im Wesentlichen der Krümmung der Gegenwalze anpasst.
Die beiden Längsdichtungen in einer S-Walze sind bekannt. Sie erlauben den unterschiedlichen Druckaufbau in einer dem Nip zugewandten und einer dem Nip abgewandten halbmondförmigen Kammer. Vielfach gestatten sie sogar eine Hubbewegung des Mantels, ohne dass die Dichtigkeit verloren geht. Um Ungleichförmigkeiten im Temperaturverlauf auf dem Walzenmantel zu vermeiden, wird das Öl, das der höher druckbelasteten Kammer von einer Walzenzapfenseite aus zugeführt wird, über die zweite Kammer mit niedrigerem Druck wieder zugeleitet. Bei breiteren Kalandern reicht diese Art von Walzen in der Regel nicht mehr aus, um ein gewünschtes Querprofil der Faserstoffbahn zu erzielen, so dass sogenannte„Nipco-Walzen" von der Anmelderin eingesetzt wer- den müssen, die wesentlich aufwändiger sind und eine kompliziertere An- steuerung verlangen. Bei diesen Walzen sind einzelne hydrostatische Stützelemente über die axiale Länge der Achse verteilt und wirken einzeln oder in Gruppen gegen den Mantel, um ihn entsprechend zu verformen. Bei der in der Erfindung verbesserten Walze handelt es sich um eine S- Walze, deren axiale Länge in der Größenordnung von 5 bis 8 m liegt. Dadurch, dass die heutigen Kalander immer schneller laufen müssen, kommt es auch bei Maschinen mit diesen Walzen häufiger zu dort bisher unbekannten Barringerscheinungen, die aus Eigenschwingungen des ganzen Systems heraus resultieren.
Es gibt zahlreiche aus zwei Walzen bestehende Maschinen zur Papierbehandlung bei denen verschiedene Versuche zur Vermeidung von Schwingungen erprobt und auch zu Schutzrechten angemeldet wurden. Da sind zunächst die Systeme, die versuchen, den Walzenmantel über seine Lagerung zu dämpfen. Hier seien beispielsweise die DE 296 24 490 U1 und die DE 198 21 854 C1 genannt. Leider ist es so, dass Dämpfungen der Schwingungen des Systems bei den relevanten Frequenzen zwischen 100 und 400 Hz über ein typisches Wälzlager (in der Regel Pen- delrollenlager) kaum möglich sind. Auch aktive Systeme, die Kräfte in die Achse einleiten oder ein Biegemoment in die Achse einbringen, haben wenig Aussicht auf Erfolg, da die Kräfte oder Biegemomente nicht über die Pendelrollenlager übertragen werden können. Umgekehrt kann meist auch keine störende Schwingung des Walzenmantels an die Achse über- tragen werden und dort dann dissipativ vernichtet werden. Daher schwingt der Walzenmantel beim Auftreten eines Barring-Problems an der Walze nahezu ungestört.
Die beschriebenen Maßnahmen sind bei S-Walzen auch deshalb nicht geeignet, um aktiv oder passiv Schwingungen des Walzenmantels im Bereich von 100 bis 400 Hz zu bekämpfen, da das große Ölvolumen im Inneren der schwimmenden Walze eine steife Ankoppelung von Achse und drehendem Mantel verhindert. Die in das System zusätzlich eingetragene Luft verhindert weiterhin, dass eine genügend hohe Ölsteifigkeit im Be- reich von > 900 N/mm2 entsteht.
Aus diesem Grund setzt man bei zu erwartenden Schwingungsproblemen auch bei schmaleren Kalandern Walzen mit einzelnen hydrostatischen Stützelementen über die axiale Länge ein.
Aus der DE 295 09 545 U1 ist eine Walze mit Schwingungsdämpfer, insbesondere zur Herstellung oder Behandlung von Faserstoffbahnen, z.B. Papier- oder Kartonbahnen, bekannt. Es handelt sich auch um eine Walze mit einer stationären Zentralachse und mit einem um diese Zentralach- se rotierenden Walzenmantel. In der Zentralachse ist eine Reihe von z.B. zylindrischen Druckräumen vorgesehen, die sich in radialer Richtung erstrecken und je ein radial verschiebbares Stützelement aufnehmen. Jeder Druckraum kann mit einer Druckflüssigkeit gefüllt werden/ die eine hydraulische Stützkraft von der Zentralachse über das Stützelement auf den Walzenmantel überträgt, um so gezielt eine Durchbiegung des Walzenmantels einstellen zu können. Anstelle mehrerer Druckräume mit je einem Stützelement kann ein einziger langgestreckter Druckraum mit einem einzigen langgestreckten Stutzelement vorhanden sein.
Zum Zuführen der Druckflüssigkeit in die Druckräume ist in der stationä- ren Zentralachse ein beispielsweise zentral angeordneter Zuführkanal vorgesehen, der über je eine verengte Leitung (z.B. über einen Drosselkanal, mit jedem der Druckräume verbunden ist. Die Dämpfung wirkt hier demnach passiv. Der Aufwand, eine solche Walze zu fertigen und später anzusteuern, ist groß.
Eine andere Walzenausführung mit innen liegenden aktiven Aktuatoren zur Dämpfung von Schwingungen findet sich in der DE 100 08 800 B4. Walzen der dort beschriebenen Art sind in Kalandern einsetzbar. Allerdings ist die Verwendung teuer und es bedarf eines erheblichen konstruk- tiven und fertigungstechnischen Aufwandes. Eine Möglichkeit zur gezielten Einstellung einer Durchbiegung ist bei diesem Walzentyp nicht gegeben.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, die Schwingungen am Mantel einer S- Walze im Betrieb zu reduzieren.
Die Aufgabe wird vorrichtungsmäßig mit einer Walze gelöst, bei der mindestens eine aktiv ansteuerbare Kammervolumenveränderungseinrich- tung vorhanden ist.
Eine solche aktiv ansteuerbare Kammervolumenveränderungseinrichtung schafft die Möglichkeit, kurzzeitige Druckstöße durch eine Volumenveränderung der mit einem Druckfluid gefüllten Kammer zu erreichen. Diese Druckstöße können eine gegenphasige Schwingung erzeugen und somit die Druckpulsation, welche durch die erste Achseigenfrequenz oder durch die erste Kontakteigenfrequenz des Systems entsteht auslöschen. Zumindest kann die Volumenveränderung, die durch die Kammervolumenver- änderungseinrichtung bewirkt wird, angenähert um 90° phasenversetzt zwischen den Schwingungen des Walzenmantel und der Schwingung der Achse eingestellt sein, so dass eine optimale Dämpfung erzielt wird. Eine brauchbare Dämpfung wird bei einem Phasenversatz von wenigstens 50° bis 130° erwartet. In einem System mit einer Gegenwalze, also beispielsweise einem Softkalander, kann die aktiv ansteuerbare Kammervolumen- veränderungseinrichtung aus dem Inneren der S-Walze heraus aktive phasenverschobene Gegenschwingungen erzeugen, die zu einer deutlichen Verringerung der Schwingbewegungen führen.
Vorzugsweise umfasst die Kammervolumenveränderungseinrichtung eine Membran. Über eine derartige Membran lässt sich das Volumen in einer Kammer leicht und vor allen Dingen schnell und präzise verändern. Es ist wichtig, dass das Volumen der Kammer pulsierend, also den auftretenden Schwingungen der Walze angepasst, verändert werden kann. Die Membran, die begrifflich auch durch einen Metalldeckel gebildet sein kann, ist bevorzugt rund oder auch viereckig aus- geführt. Selbstverständlich sind auch Kompositwerkstoffe aus Kunststoff und aus Metall für die Membran geeignet. Vielfach ist es sinnvoll, die Metallmembran/der Metalldeckel hydraulisch, mechanisch, piezoelektrisch oder durch elastomere Werkstoffe bzw. Druckspeicher vorzuspannen.
Bevorzugt ist die Membran derart bewegbar, dass ein Kammervolumen um 0,01 - 0,5% vergrößer- bzw. verkleinerbar ist. Eine derart geringe Änderung des Volumens hat sich als ausreichend herausgestellt, um die Schwingungen in einer S-Walze nahezu vollständig aus- zulöschen.
Es ist vorteilhaft, wenn die Membran in einer Vertiefung der Achse ringsum abgedichtet ist. Innerhalb einer Vertiefung der Achse, beispielsweise einer Bohrung, ist eine Membrane, die ringsum abgedich- tet ist, besonders einfach zu realisieren. Sie kann zwischen zwei Rin- gen bzw. Bünden eingeklemmt sein. Dabei besitzt sie dennoch die Freiheit, die Membranfläche beweglich zu halten, um das Volumen in einer Kammer verändern zu können. Es ist vorgesehen, die Membrane über den Druck des Druckfluids in der Kammer vorzuspannen.
Günstig ist es, wenn wenigstens ein Aktuator mit der Kammervolumen- veränderungseinrichtung verbunden ist. Beispielsweise kann der Aktuator direkt an der Membran anknüpfen und diese bewegen. Dadurch kann Schwingungen in der Walze sehr schnell begegnet werden.
Es ist möglich, dass der Aktuator in der Lage ist, mit hydraulisch, pneumatisch oder elektromagnetisch wirkenden Mitteln den Druck auf den Mantel auszuüben. Diese Mittel werden in erprobter Weise eingesetzt und sind relativ leicht und verschleißarm handhabbar. Jeder Kalander besitzt zudem sowieso eine hydraulische, pneumatische und elektrische Versorgung. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn der Aktuator wenigstens ein Piezoelement umfasst. Die Ausdehnung von Piezoelementen ist mit elektrischen Mitteln schnell und präzise steuerbar. Die Piezokeramiken sind rund oder bevorzugt rechteckig geformt. Die Stapelhöhe beträgt 5 bis 100 mm. Die Leistungselektronik wird außerhalb der Walze in einem Schaltschrank untergebracht. Über einen Kabelkanal kann eine sichere Stromzuführung gewährleistet werden. Die Betriebsspannung des Aktuators liegt bei +/-10 bis +/-1000 V. Die Aktuatoren können zu Gruppen zusammengefasst wer- den, die gemeinsam über eine Leistungselektronik getrieben werden oder auch einzeln angesteuert werden. Besonders leicht herzustellen ist folgende Lösung: es wird eine Einfräsung in die Achse in CD- Richtung eingebracht. Anschließend wird ein Einsatz gefertigt, der in die Einfräsung eingesetzt wird und alle Aktuatoren umfasst. Das durch die Walze geleitete Druckfluid kann zusätzlich als Kühlmedium für die Aktuatoren dienen.
Vorzugsweise ist der Aktuator in der Vertiefung radial weiter innen in der Achse angeordnet ist als die Membran. Dadurch steht er nicht unter dem direkten Druck des Druckfluids. Vielmehr ist er geschützt und reibungsfrei arbeitend in der Vertiefung der Achse untergebracht.
Mit Vorteil ist dafür gesorgt, dass die Vertiefung einen Kühlfluidzu- und - ablauf aufweist. Das durch die Walze geleitete Druckfluid kann neben seinen anderen Aufgaben als Kühlmedium für die Aktuatoren dienen. In diesem Fall werden aufwändige separate Kühlbohrungen mit Außenanschlüssen vermieden. Bevorzugt wird der Druckraum über eine Druckfluidleitung versorgt, in der sich ein Drosselelement befindet. Durch Schwingungen verursachte Kräfte auf das Stützelement können mit Hilfe dieser Drosseln abgefangen werden. Die Drosseln dämpfen also zusätzlich auf passive Weise und können beispielsweise Bohrungs-, Sieb- oder Ringspaltdrosseln sein.
Vorteilhaft ist an oder in der Walze eine Sensoranordnung angebracht, die mit einer Steuereinrichtung in Verbindung steht, die den mindestens einen Aktuator ansteuert. Als Sensoranordnung sind die verschiedensten Messapparaturen zu verstehen. Das reicht vom Drehzahlmesser bis hin zum Beschleunigungs- bzw. Geschwindigkeitsaufnehmer der Schwingungen, berührend wie berührungslos. Die Signale der Messergebnisse werden an eine Steuerungsvorrichtung weitergeleitet, die für eine wirkungsvolle aktive Ansteuerung des Aktuators sorgt, um die Walzenmantelschwingungen abzufangen. Es ist günstig, wenn der vom Aktuator ausgeübte Druck über die Membran auf das Druckfluid einer Kammer im Betrieb pulsiert. Man wählt hier bevorzugt eine Frequenz, die mit der Systemeigenfrequenz interferiert, um die barringbildenden Schwingungen auszulöschen. Es hat sich her- ausgestellt, dass die Pulsation des Aktuators vorzugsweise in einem bestimmten Frequenzband erfolgt. Es ist dabei vorgesehen, dass der vom Aktuator ausgeübte Druck auf den Walzenmantel im Betrieb mit einer Frequenz von 100 bis 400 Hz pulsiert. Die Walzen sind in der Regel dazu gedacht, um mit einem Gegendruckelement, beispielsweise einer zweiten Walze einen Nip zu bilden, in dem einer Faserstoffbahn behandelt werden kann. Damit das Profil im Nip nicht unzulässig beeinflusst wird, ist es von Vorteil, wenn die Wirkrichtung aller Aktuatoren nicht durch den Nip geht.
Bevorzugt sind die Aktuatoren symmetrisch über die Länge und/oder den Umfang der Walze verteilt. Dadurch werden Einflüsse vermieden, die sich ungleichmäßig auf die Faserstoffbahn in ihrer Breite auswirken. Bekäme die Walze nur auf einer Seite einen„Bauch" durch den Aktuator, so würde die Bahn an dieser Stelle ggf. stärker verdichtet als woanders.
Verfahrensmäßig wird die Aufgabe der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 12 gelöst. So werden die Schwingungen in einer Walze gemäß Anspruch 1 dadurch vermieden, dass das Volumen einer Kammer pulsierend verändert wird. Jede Walze besitzt eine kennzeichnende Eigenfrequenz und eine eigene Steifigkeit. Diese sind heutzutage auf einfachem Weg mathematisch zu ermitteln. Für die Eigenfrequenz ist der Walzenmantel der S-Walze und dessen Lagerung ein wichtiger Einflussfaktor. Durch eine zusätzliche Druckbeaufschlagung über eine Volumenände- rung in der Kammer, beispielsweise mittels eines Aktuators und einer Membran, kann die Steifigkeit und somit die Eigenfrequenz stark verändert werden, was wiederum dazu führt, dass Schwingungen vermieden werden. Es hat sich herausgestellt, dass in Systemen, beispielsweise einem Kalander, es ausreicht, mit einer pulsierenden Volumenänderung der Kammer durch einen Aktuator und eine Membran die meisten aus Eigenfrequenzen resultierenden Schwingungen zu vermeiden.
Es ist vorteilhaft, wenn bei der Volumenänderung zur Aktivierung der Schwingungsvermeidung auch der Druck in der Druckkammer verändert wird. Ein pulsierende Druckbeaufschlagung über das Druckfluid auf den Mantel kann bei Einstellung der richtigen Frequenz, die Schwingungen des Mantels fast vollständig auslöschen.
Vorzugsweise wird die Ausdehnung der Kammervolumenveränderungs- einrichtung geregelt aufgrund von Schwingungsmessungen. Das ermöglicht eine gezieltere und frequenzgesteuerte pulsierende Druckbeaufschlagung auf den Walzenmantel, die sich ergebende Schwingungen noch besser dämpft. Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in der Figur
eine schematische geschnittene Querschnittsdarstellung einer erfindungsgemäßen S-Walze.
Die Walze 1 arbeitet zusammen mit einem lediglich als Pfeil angedeuteten Gegendruckelement 3, beispielsweise einer zweiten Walze, um zwischen ihnen in einem sogenannten Nip eine Faserstoffbahn zu behandeln. Die Walze 1 besitzt einen rotierenden Walzenmantel 4 und eine feststehende Achse 5. Zwischen beiden sind Längsdichtungen 6 vorgesehen, die den Ringraum 7 in eine obere Kammer 8 und einen untere Kammer 9 teilen. Diese Kammern sind mit einem Druckfluid, in der Regel Öl, unter- schiedlichen Drucks gefüllt. Als Zu- bzw. Abführkanäle dieser Kammern 8, 9 für das Druckfluid sind die Kanäle 10 vorgesehen. Unterschiedliche Drücke in den Kammern 8 und 9 erlauben der Walze 1 eine Durchbiegung, die sich an die des Gegendruckelements 3 anpassen kann. Das System aus Walze 1 und Gegendruckelement 3 tendiert aus unterschied- lichsten Gründen, beispielsweise Unebenheiten der zu behandelnden
Faserstoffbahn oder Unrundheiten in der Walze, zu Schwingungen. Diese sind nur schwer über die Lagerung zu dämpfen. Deshalb ist zu diesem Zweck eine aktiv ansteuerbare Kammervolumenveränderungseinrichtung 2 eingesetzt, die in einer Vertiefung 13 der Achse 5 untergebracht ist. Die Kammervolumenveränderungseinrichtung 2 besteht aus einer in der Vertiefung 13 seitlich abgedichteten Membran 12 und einem Aktuator 1 1 . Der Aktuator setzt sich im Wesentlichen aus Piezoelementen 15 zusammen, die über Energieleitungen 16 ansteuerbar sind. Die Betriebsspannung des Aktuators liegt bei +/-10 bis +/-1000 V. Über den Aktuator 1 1 kann die Membran 12 bewegt werden, um den Raum in der Kammer 8 entsprechend den Schwingungen zu vergrößern oder zu verkleinern. Dabei ist bevorzugt eine Vergrößerung bzw. Verkleinerung des Kammervolumens um 0,01 - 0,5% vorzunehmen. Der dadurch erzeugte Druckunterschied wirkt pulsierend gegen die Schwingungen und zwar entweder gegenpha- sig, um die Schwingungen auszulöschen, oder um ca. 90° phasenversetzt, um die Schwingung zu dämpfen. Die Kammervolumenverände- rungseinrichtung 2 arbeitet also aktiv gegen die Schwingungen.
Die Membran 12 ist nahe der Oberfläche der Achse 5 innerhalb der Ver- tiefung 13 ringsum gehalten und durch eine ringförmige Dichtung 14 ab- gedichtet, so dass der Druck aus der Kammer 8 nicht direkt auf den Aktu- ator wirken kann. Das Kammervolumen erstreckt sich über den halbmondförmigen halben Ringraum 7, bis hin zu der Membran 12. Diese aktive Schwingungsdämpfung kann zudem unterstützt werden, indem im Zu- oder Ablauf 10 der Kammern in der Zeichnung nicht dargestellte Drosseln angeordnet sind. Weiterhin sind Leitungen 17, 18 aus den Kammern 8, 9 zum Aktuator 1 1 vorgesehen. Das Druckfluid, das aus Kammer 8 kommend über die Leitung 17, vorbei am Piezoelement 15, durch die Leitung 18 in die Kammer 9 mit dem geringeren Druck fließt, kühlt demnach auch den Aktuator 1 1 .
Hilfreich gibt eine Sensoranordnung 19 zur Messung von Schwingungen ihre Messsignale über eine Steuerleitung 20 an eine Steuereinrichtung 22 weiter, die wiederum - über die Steuerleitung 21 angedeutet - dafür sorgt, dass die Kammervolumenveränderungseinrichtung 2 den Druckkammerraum 8 mit einem pulsierenden Druck derart versorgt wird, dass die Schwingungen des Systems interferierend reduziert werden. Es wird also über die Kammervolumenveränderungseinrichtung 2 eine Gegenschwin- gung mit Druck auf den Mantel 4 eingeleitet. Als Sensoren eignen sich Beschleunigungssensoren, kapazitive Sensoren, Drucksensoren, optische Sensoren etc.
Der Aktuator 1 1 hat seine Wirkrichtung nicht zum mit dem Gegendruck- element 3 gebildeten Nip hin. Dadurch werden negative Druckeinflüsse der Kammervolumenveränderungseinrichtung 2 auf die Behandlung der Faserstoffbahn vermieden. Bezugszeichenliste
1 Walze
2 Kammervolumenveränderungseinrichtung
3 Gegendruckelement
4 Walzenmantel
5 Achse
6 Längsdichtung
7 Ringraum
8 obere Kammer
9 untere Kammer
10 Kanal
1 1 Aktuator
12 Membran
13 Vertiefung
14 Dichtung
15 Piezoelement
16 Energieleitung
17 Kühlfluidzuführleitung
18 Kühlfluidabführleitung
19 Sensoranordnung
20 Steuerleitung
21 Steuerleitung
22 Steuereinrichtung

Claims

Patentansprüche
1 . Walze zur Behandlung einer Faserstoffbahn mit einem umlaufenden, auf einer drehfesten Achse (5) gelagerten hohlen Walzenmantel (4), wobei der Ringraum (7) zwischen Mantel (4) und Achse (5) durch wenigstens zwei axiale Dichtungen (6) in wenigstens zwei Kammern (8, 9) geteilt ist, die zur Erzielung einer gewünschten Walzendurchbiegung mit Druckfluiden unterschiedlichen Drucks befüllbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine aktiv ansteuerbare Kammervolumenveränderungseinrichtung (2) vorhanden ist.
Walze gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kam- mervolumenveränderungseinrichtung (2) eine Membran (12) umfasst.
Walze gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (12) derart bewegbar ist, dass ein Kammervolumen um 0,01 - 0,5% vergrößer- bzw. verkleinerbar ist.
Walze gemäß Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (12) in einer Vertiefung (13) der Achse (5) ringsum abgedichtet ist.
Walze gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Aktuator (1 1 ) mit der Kammervolumenverände- rungseinrichtung (2) verbunden ist.
6. Walze gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (1 1 ) wenigstens ein Piezoelement (15) umfasst.
7. Walze gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (1 1 ) in der Vertiefung (13) radial weiter innen in der Achse (5) angeordnet ist als die Membran (12). 8. Walze gemäß einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (13) einen Kühlfluidzu- und -ablauf (17, 18) aufweist.
9. Walze gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Kammer (8, 9) über einen Kanal (10) versorgt wird, in der sich eine Drossel befindet.
10. Walze gemäß einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass an oder in der Walze (1 ) eine Sensoranordnung (19) angebracht ist, die mit einer Steuereinrichtung (22) in Verbindung steht, die den mindestens einen Aktuator (1 1 ) ansteuert.
1 1 . Walze gemäß einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der vom Aktuator (1 1 ) ausgeübte Druck über die Membran (12) auf das Druckfluid einer Kammer (8, 9) im Betrieb mit einer Frequenz von 100 bis 400 Hz pulsiert.
12. Verfahren zur Vermeidung von Schwingungen an einer Walze gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen einer Kam- mer (8, 9) pulsierend verändert wird.
13. Verfahren gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass zur Aktivierung der Schwingungsvermeidung der Druck in der Kammer (8, 9) verändert wird.
14. Verfahren gemäß Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausdehnung der Kammervolumenveränderungseinrichtung (2) geregelt wird aufgrund von Schwingungsmessungen.
PCT/EP2011/054576 2010-05-31 2011-03-25 Walze und verfahren zur vermeidung ihrer schwingungen WO2011151092A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP11711514.7A EP2577078A1 (de) 2010-05-31 2011-03-25 Walze und verfahren zur vermeidung ihrer schwingungen
CN2011800326621A CN102959257A (zh) 2010-05-31 2011-03-25 辊和避免其振动的方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201010029492 DE102010029492A1 (de) 2010-05-31 2010-05-31 Walze und Verfahren zur Vermeidung ihrer Schwingungen
DE102010029492.6 2010-05-31

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2011151092A1 true WO2011151092A1 (de) 2011-12-08

Family

ID=44275940

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2011/054576 WO2011151092A1 (de) 2010-05-31 2011-03-25 Walze und verfahren zur vermeidung ihrer schwingungen

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP2577078A1 (de)
CN (1) CN102959257A (de)
DE (1) DE102010029492A1 (de)
WO (1) WO2011151092A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103375529A (zh) * 2012-04-24 2013-10-30 美卓造纸机械公司 用于抑制在压光机的辊上的振动的装置

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201907654D0 (en) * 2019-05-30 2019-07-17 Rolls Royce Plc A fibre placement head

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2737346A1 (de) * 1976-08-20 1978-02-23 Valmet Oy Durchbiegungskompensierte walze mit vorzugsweise weicher oberflaeche fuer einen kalander
DE3638070A1 (de) * 1986-11-07 1988-05-19 Voith Gmbh J M Walze
DE29509545U1 (de) 1995-06-10 1995-09-21 Voith Sulzer Papiermaschinen GmbH, 89522 Heidenheim Walze mit Schwingungsdämpfer
DE19821854C1 (de) 1998-05-15 1999-07-29 Eras Entwicklung Und Realisati Vorrichtung zum aktiven Unterdrücken von Kontaktschwingungen an einer Walzenanordnung
DE29624490U1 (de) 1996-12-18 2004-04-08 Voith Paper Patent Gmbh Vorrichtung zur Dämpfung von Kontaktschwingungen rotierender Walzen
DE10319345B3 (de) * 2003-04-30 2004-11-04 Eduard Küsters Maschinenfabrik GmbH & Co. KG Walze für die Druckbehandlung von Warenbahnen
DE10008800B4 (de) 2000-02-25 2005-10-27 Voith Paper Patent Gmbh Verfahren zum Betrieb einer Kalanderwalze und Kalanderwalze
EP1731669A1 (de) * 2005-06-10 2006-12-13 Voith Patent GmbH Biegeausgleichswalze

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4194446A (en) * 1976-08-20 1980-03-25 Valmet 04 Rolls, such as filled calender rolls, having deflection compensation
CN1010958B (zh) * 1985-06-19 1990-12-26 美商贝洛特公司 可控偏侧辊及其加压方法
FI103605B (fi) * 1998-02-27 1999-07-30 Valmet Corp Paperikoneen/kartonkikoneen tai paperin/kartongin jälkikäsittelylaitte en tela ja menetelmä sisäputken kiinnittämiseksi paperikoneen/kartonki koneen tai paperin/kartongin jälkikäsittelylaitteen telansisälle
DE10336894A1 (de) * 2003-08-08 2005-03-10 Sms Demag Ag Ölfilmlager für Walzenzapfen mit hydrostatischer Unterstützung
DE10358292B3 (de) * 2003-12-12 2005-01-13 Shw Casting Technologies Gmbh Schwingungsgedämpfte Walze
DE102007022241A1 (de) * 2007-05-09 2008-11-27 Voith Patent Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Kompensation von periodischen Momentschwankungen

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2737346A1 (de) * 1976-08-20 1978-02-23 Valmet Oy Durchbiegungskompensierte walze mit vorzugsweise weicher oberflaeche fuer einen kalander
DE3638070A1 (de) * 1986-11-07 1988-05-19 Voith Gmbh J M Walze
DE29509545U1 (de) 1995-06-10 1995-09-21 Voith Sulzer Papiermaschinen GmbH, 89522 Heidenheim Walze mit Schwingungsdämpfer
DE29624490U1 (de) 1996-12-18 2004-04-08 Voith Paper Patent Gmbh Vorrichtung zur Dämpfung von Kontaktschwingungen rotierender Walzen
DE19821854C1 (de) 1998-05-15 1999-07-29 Eras Entwicklung Und Realisati Vorrichtung zum aktiven Unterdrücken von Kontaktschwingungen an einer Walzenanordnung
DE10008800B4 (de) 2000-02-25 2005-10-27 Voith Paper Patent Gmbh Verfahren zum Betrieb einer Kalanderwalze und Kalanderwalze
DE10319345B3 (de) * 2003-04-30 2004-11-04 Eduard Küsters Maschinenfabrik GmbH & Co. KG Walze für die Druckbehandlung von Warenbahnen
EP1731669A1 (de) * 2005-06-10 2006-12-13 Voith Patent GmbH Biegeausgleichswalze

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103375529A (zh) * 2012-04-24 2013-10-30 美卓造纸机械公司 用于抑制在压光机的辊上的振动的装置
CN103375529B (zh) * 2012-04-24 2017-08-22 维美德技术有限公司 用于抑制在压光机的辊上的振动的装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN102959257A (zh) 2013-03-06
EP2577078A1 (de) 2013-04-10
DE102010029492A1 (de) 2011-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1731669B1 (de) Biegeausgleichswalze
EP0854233A2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Dämpfung von Kontaktschwingungen rotierender Walzen
EP1936214A2 (de) Walze mit Schwingungsdämpfer sowie Verfahren zur Dämpfung von Schwingungen einer Walze
EP0712469A1 (de) Walze
EP2052796A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Unterdrücken des Ratterns von Arbeitswalzen eines Walzgerüsts
DE69922259T2 (de) Verfahren und vorrichtung zur änderung der eigenfrequenz eines pressrollstrukturin einer papier- oder pappmaschine
EP1256731A2 (de) Biegeausgleichswalze
WO2011151092A1 (de) Walze und verfahren zur vermeidung ihrer schwingungen
DE10305511B9 (de) Walze
EP0962591B1 (de) Walze, Kalander und Verfahren zum Betrieb einer Walze
DE102013206640A1 (de) Anordnung zum Dämpfen von Schwingungen an den Walzen eines Kalanders
EP2420618B1 (de) Verfahren zur Vermeidung von Barringerscheinungen
DE102010002129A1 (de) Walze und Verfahren zur Vermeidung von Schwingungen
EP2420617B1 (de) Kalander
DE19882190B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Verhindern von Walzenvibrationen in einem Filmtransferbeschichter
DE19983424B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Verändern der Eigenfrequenz eines Spaltwalzenaufbaus bei einer Papier- oder Pappmaschine
DE19907079A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Vermeiden von Kontaktschwingungen rotierender Walzen in einer Maschine zur Herstellung oder/und Behandlung einer Materialbahn
EP1371776B1 (de) Kalander und Verfahren zum Betreiben eines Kalanders
DE102010039795A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Reduzierung von Schwingungen an einer Biegeeinstellwalze
DE10249796A1 (de) Durchbiegungseinstellwalze
EP1526217A2 (de) Durchbiegungseinstellwalze
DE102010002703A1 (de) Anordnung und Verfahren zur Regelung einer Kraft in einem Spalt zwischen zwei Walzen
DE10204770A1 (de) Verfahren zur aktiven Dämpfung von Schwingungen in einer Vorrichtung zum Bearbeiten einer laufenden Bahn, zum Durchführen dieses Verfahrens geeignete Vorrichtung sowie zum Einsatz in dieser Vorrichtung geeignete Walze
DE10313442B3 (de) Zylinder
EP2426256B1 (de) Biegeausgleichswalze für eine Papier- oder Kartonmaschine

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201180032662.1

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11711514

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2011711514

Country of ref document: EP