DE102006023831A1 - Roller winding device for use in printing press, has supporting rollers forming winding bed, where winding roller is arranged on bed during winding, and one of rollers has vibration dampers with resonance frequency - Google Patents

Abstract

The device has two supporting rollers (2, 3) that form a winding bed (4), where a winding roller (5) is arranged on the bed during winding. One of the rollers has vibration dampers (14, 15) with a resonance frequency, where the resonance frequency is adjusted to the frequency in a predetermined range below the contact resonance frequency to end the winding process between the supporting rollers and the winding roller. The resonance frequency lies above the bending resonance frequency of the supporting rollers. The dampers are formed as passive dampers.

Description

Die Erfindung betrifft eine Rollenwickeleinrichtung, die zwei Tragwalzen aufweist, die ein Wickelbett bilden, in dem beim Wickeln eine Wickelrolle angeordnet ist.The The invention relates to a roll winding device, the two support rollers comprising, which form a winding bed, arranged in the winding a winding roll is.

Um die Wickelrolle zu erzeugen, wird mindestens eine der beiden Tragwalzen angetrieben und versetzt dadurch die Wickelrolle in Rotation. Bei dieser Rotation zieht die Wickelrolle eine Materialbahn auf sich. Ihr Durchmesser steigt.Around To produce the winding roll is at least one of the two support rollers driven and thereby puts the winding roll in rotation. at This rotation pulls the winding roll a web on itself. Their diameter increases.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Papierbahn als Beispiel für eine Materialbahn beschrieben. Sie ist jedoch auch bei anderen Materialbahnen anwendbar, die auf ähnliche Weise gewickelt werden müssen.The Invention will be described below with reference to a paper web as an example for one Material web described. It is however also with other material webs applicable to similar Wise way to be wound.

Papierbahnen werden in großer Breite von derzeit über 10 m und quasi endlos produziert. Um für einen späteren Verwender, beispielsweise eine Druckerei, handhabbar zu sein, müssen sie auf eine geringere Breite im Bereich von 0,2 bis 4,8 m geschnitten und dann zu Wickelrollen mit einem Durchmesser im Bereich von 0,5 bis 2,5 m aufgewickelt werden. Das Aufwickeln erfolgt dabei mit Geschwindigkeiten in der Größenordnung von 2.000 bis 3.000 m/min. Das Wickeln einer Rolle dauert größenordnungsmäßig etwa 5 bis 15 Minuten, wobei in Abhängigkeit vom Durchmesser natürlich Überschreitungen oder Unterschreitungen dieser Zeiten möglich sind.paper webs be in great Width of currently over 10 m and produced almost endlessly. In order for a later user, for example a printing company to be manageable, they must be at a lesser Width in the range of 0.2 to 4.8 m cut and then to bobbins be wound up with a diameter in the range of 0.5 to 2.5 m. The winding takes place at speeds of the order of magnitude from 2,000 to 3,000 m / min. The winding of a roll takes on the order of magnitude 5 to 15 minutes, depending on of course, transgressions or diameters Underruns of these times are possible.

Man hat nun beobachtet, daß insbesondere beim Wickeln von Papierbahnen mit einem hohen Haftreibwert Schwierigkeiten auftreten. Dies gilt insbesondere dann, wenn der Haftreibwert der Papierbahnlagen untereinander größer ist als 0,5, insbesondere den Wert 0,7 und mehr erreicht. Beim Wickeln solcher Papiere kommt es häufig zu starken Vibrationen, die sich wiederum negativ auf die Wickelrollen auswirken.you has now observed that especially in Winding paper webs with a high coefficient of friction difficulties occur. This applies in particular if the coefficient of friction of the Paper web layers are larger with each other than 0.5, in particular 0.7 and more. When winding such papers are common too strong vibrations, which in turn adversely affect the bobbins impact.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Probleme beim Wickeln von Materialbahnen mit hohem Haftreibwert zu vermindern.Of the Invention is based on the problem problems with winding To reduce material webs with a high coefficient of adhesion.

Diese Aufgabe wird bei einer Rollenwickeleinrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß mindestens eine Tragwalze einen Schwingungstilger aufweist.These Task is in a roll winding device of the aforementioned Sort of solved by that at least a carrier roll has a vibration damper.

Man geht dabei von der Überlegung aus, daß sich bei Materialbahnen mit hohem Haftreibwert die einzelnen Bahnlagen in der Wickelrolle praktisch nicht gegeneinander verschieben können. Dies hat zur Folge, daß sich dynamisch bedingte Wickelhärtedifferenzen am Umfang der Wickelrolle einstellen, die zu Radienveränderungen am Umfang der Wickelrolle führen, weil durch die fehlende Bahnlagenverschiebung diese Wickelhärteunterschiede nicht ausreichend egalisiert oder verwischt werden können. Mit anderen Worten verbleibt bei jeder dynamischen Verformung der Wickelrolle bzw. der dynamischen Belastung der Wickelrolle an den Tragwalzen ein kleiner Anteil als bleibende ortsfeste Verformung, welche dann beim Wiedereinlauf in eine Wickelkontaktzone wie eine Wegerregung wirkt. Dieser regenerative Effekt führt beim Zusammentreffen der ein oder anderen Harmonischen der Wickeldrehzahl mit bestimmten Eigenfrequenzen des Wickelsystems aus Tragwalzen und Wickelrolle zu einem Selbsterregungsprozeß. Man kann diesen Selbsterregungsprozeß stören, indem man bei mindestens einer Tragwalze einen Schwingungstilger vorsieht. Dieser Schwingungs-tilger kann zwar nicht das Entstehen von Schwingungen verhindern. Er wirkt sich aber positiv auf den Aufschwingvorgang aus, indem er den Schwingungen Energie entzieht. Man wird also nach wie vor eine gewisse Schwingungsneigung beobachten können. Allerdings ist die Auswirkung dieser Schwingung dann wesentlich geringer.you goes from the consideration out of that in material webs with a high coefficient of adhesion, the individual web layers practically can not move against each other in the winding roll. This has the consequence that dynamically induced winding hardness differences Adjust the circumference of the winding roll, the changes to the radius on the circumference of the winding roll, because of the lack of Bahnlagenverschiebung these winding hardness differences can not be sufficiently leveled or blurred. With others Words remain at every dynamic deformation of the winding roll or the dynamic load of the winding roll on the support rollers a small proportion as a permanent permanent deformation, which then when re-entering a winding contact zone as a Wegerregung acts. This regenerative effect leads to the coincidence of the one or the other harmonics of the winding speed with certain Natural frequencies of the winding system of support rollers and winding roll to a self-promotion process. One can disturb this self-stimulation process by at least a support roller provides a vibration damper. This vibration absorber Although it can not prevent the development of vibrations. It acts But it has a positive effect on the upswing process by changing the vibrations Withdraws energy. So you still have a certain tendency to oscillate can watch. However, the effect of this vibration is then essential lower.

Hierbei ist bevorzugt, daß der Schwingungstilger eine Eigenfrequenz aufweist, die auf eine Frequenz in einem vorbestimmten Bereich unterhalb der zweithöchsten Kontakteigenfrequenz zum Ende des Wickelvorgangs zwischen der Tragwalze und der Wickelrolle abgestimmt ist. Der vorbestimmte Bereich hat eine Größenordnung von etwa 5 bis 10 % der Eigenfrequenz. Erstaunlicherweise bleibt die absolute Größe der Problemfrequenz (in einigen Fällen gibt es auch mehrere Problemfrequenzen) bei unterschiedlichen Wickeldurchmessern relativ konstant. Es ergeben sich auch praktisch keine Abhängigkeiten von der Produktionsgeschwindigkeit, d.h. der Geschwindigkeit, mit der die Materialbahn auf die Wickelrolle aufgewickelt wird. Die Eigenfrequenz des Schwingungstilgers wird dann auf die Frequenz eingestellt, die unterhalb der zweithöchsten Kontakteigenfrequenz zwischen Tragwalze und Wickelrolle liegt, bei der sich am Umfang der Wickelrolle ein ganzzahliges Wellenmuster ergeben würde. Wenn man diese Frequenz genau trifft, hat man das Optimum erreicht. Da sich der Umfang der Wickelrolle mit zunehmendem Durchmesser vergrößert, ist es allerdings praktisch nicht möglich, diese Bedingung durchgehend einzuhalten. Es reicht aber in den meisten Fällen aus, wenn man den Schwingungstilger so dimensioniert, daß er für einen bestimmten Durchmesser, der beispielsweise bei einem Durchmesser von 80 bis 100 % des Enddurchmessers liegt, diese Bedingung erfüllt. Für die übrigen Durchmesserbereiche ist der Schwingungstilger noch in ausreichendem Maße in der Lage, die entstehenden Schwingungen abzudämpfen. Da die Tilgerfrequenz unterhalb der zweithöchsten Kontakteigenfrequenz liegt, dämpft der Tilger zwar nicht optimal, bezogen auf eine einzelne Frequenz. Sie deckt aber den zu erwartenden Frequenzverlauf bei zunehmendem Durchmesser der Wickelrolle besser ab als eine Tilgerfrequenz, die oberhalb der zweithöchsten Kontakteigenfrequenz liegt.Here, it is preferable that the vibration absorber has a natural frequency tuned to a frequency in a predetermined range below the second highest contact natural frequency at the end of the winding operation between the support roller and the winding roller. The predetermined range is on the order of about 5 to 10% of the natural frequency. Surprisingly, the absolute magnitude of the problem frequency (in some cases there are also several problem frequencies) remains relatively constant for different winding diameters. There are also virtually no dependencies on the production speed, ie the speed with which the material web is wound onto the winding roll. The natural frequency of the vibration absorber is then set to the frequency below the second highest contact frequency between the carrier roll and the winding roll, which would result in an integer wave pattern at the circumference of the wound roll. If you hit this frequency exactly, you have reached the optimum. Since the circumference of the winding roll increases with increasing diameter, however, it is practically impossible to adhere to this condition throughout. However, in most cases it is sufficient to dimension the vibration absorber in such a way that it satisfies this condition for a certain diameter, which is for example at a diameter of 80 to 100% of the final diameter. For the remaining diameter ranges of the vibration damper is still sufficiently able to dampen the resulting vibrations. Since the absorber frequency is below the second highest contact frequency, the absorber does not optimally attenuate, based on a single frequency. But it covers the expected frequency response with increasing diameter of the Winding roll better than a Tilgerfrequenz, which is above the second highest contact frequency.

Weiterhin ist hierbei bevorzugt, daß der Schwingungstilger eine Eigenfrequenz aufweist, die oberhalb der ersten freien Biegeeigenfrequenz der Tragwalze liegt. Die „freie Biegeeigenfrequenz" ist dabei per Definition die Eigenfrequenz der Tragwalze ohne den Einfluss einer aufliegenden Wickelmasse, beispielsweise der Wickelrolle. Der Schwingungstilger kann bevorzugt eine Eigenfrequenz aufweisen, die mehr als 10 %, vorzugsweise mehr als 15 % oberhalb der ersten freien Biegeeigenfrequenz der Tragwalze liegt.Farther is hereby preferred that the vibration damper has a natural frequency, which is above the first free bending natural frequency the support roller is located. The free Biegeeigenfrequenz "is here By definition, the natural frequency of the carrier roll without the influence an overlying winding mass, such as the winding roll. The vibration absorber may preferably have a natural frequency, the more than 10%, preferably more than 15% above the first free bending natural frequency the support roller is located.

Vorzugsweise weist die einlaufseitige Tragwalze den Schwingungstilger auf. Hier werden die meisten Schwingungen eingetragen. Eine Dämpfung der ersten Tragwalze führt also in vielen Fällen bereits dazu, daß die Rollenwickeleinrichtung insgesamt in ausreichendem Maße gedämpft wird.Preferably has the inlet-side support roller on the vibration damper. Here Most vibrations are registered. A damping of first carrier roll leads so in many cases already to the fact that the Roll wrapping device is sufficiently attenuated overall.

Alternativ dazu können auch beide Tragwalzen jeweils einen Schwingungstilger aufweisen. Dies ergibt eine verbesserte Schwingungsdämpfung. Jede Tragwalze kann dann auf die eigene Kontaktfrequenz mit der Wickelrolle abgestimmt werden. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Tragwalzen unterschiedliche Durchmesser aufweisen oder ihr Kontaktnip mit der Wickelrolle in unterschiedlichen Höhen, bezogen auf die Schwerkraft-richtung, angeordnet sind.alternative can do this Also, both support rollers each have a vibration absorber. This results in improved vibration damping. Each support roller can then matched to the own contact frequency with the winding roll become. This is particularly advantageous when the support rollers have different diameters or contact nip with the Winder arranged in different heights, related to the direction of gravity are.

Vorzugsweise ist der Schwingungstilger als passiver Schwingungstilger mit einer Tilgermasse ausgebildet. In diesem Fall ist es nicht erforderlich, Hilfsenergien von außen zuzuführen. Der Schwingungstilger entzieht dem schwingungsfähigen System einfach dadurch Energie, daß die Tilgermasse gegen einen Dämpfer bewegt wird.Preferably is the vibration absorber as a passive vibration absorber with a Tilgermasse trained. In this case, it is not necessary auxiliary powers from the outside supply. The vibration damper simply removes the oscillatory system Energy, that the Absorber mass against a damper is moved.

Hierbei ist bevorzugt, daß die Tilgermasse in der Tragwalze angeordnet ist. Die Walze weist hierzu ein Walzenrohr oder einen Walzenmantel auf, ist also hohl. In diesem Hohlraum kann man ohne größeren Zusatzaufwand die Tilgermasse unterbringen. Dies hat zwei Vorteile. Zum einen wird Bauraum außerhalb der Tragwalze eingespart, weil man einen ohnehin vorhandenen, aber bislang praktisch nicht genutzten Raum innerhalb der Walze verwendet. Zum anderen kann die Tilgermasse unmittelbar auf die Tragwalze wirken, muß also ihre Wirkung nicht auf dem Umweg über irgendwelche Lager oder ähnliches entfalten.in this connection it is preferred that the Tilgermasse is arranged in the support roller. The roller has for this purpose Roll tube or a roll shell, so it is hollow. In this Cavity can be without much additional effort accommodate the absorber mass. This has two advantages. On the one hand will space outside saved the carrier roll, because you have an existing anyway, but previously used practically unused space within the roller. On the other hand, the absorber mass can act directly on the support roller, so must their effect not on the way over any camp or the like unfold.

Vorzugsweise wirkt die Tilgermasse von innen auf einen Walzenmantel. Mit anderen Worten greift die Tilgermasse von innen am Walzenmantel an. Dies ist eine sehr unmittelbare Form der Schwingungsdämpfung. Wenn die Rollenwickeleinrichtung in Schwingungen gerät, dann entstehen diese Schwingungen primär durch das Zusammenwirken von Wickelrolle und Walzenmantel. Wenn man dann die Schwingungen direkt am Walzenmantel abdämpft, dann verhindert man mit hoher Zuverlässigkeit, daß sich die Schwingungen weiter ausbreiten.Preferably The absorber mass acts on the inside of a roll shell. With others Words engages the absorber mass from the inside of the roll shell. This is a very immediate form of vibration damping. When the reel winder in Vibrations, then these vibrations arise primarily through the interaction of Winding roll and roll jacket. If one then the vibrations directly damped on the roll shell, then one prevents with high reliability that the Propagate vibrations further.

Bevorzugterweise entspricht die Tilgermasse mindestens 5 % der Masse der Tragwalze. Je größer die Tilgermasse ist, desto breiter ist der Frequenzbereich, in dem der Schwingungstilger wirksam ist. Man muß dementsprechend die Frequenz, die gedämpft werden soll, nicht genau treffen. Dies hat umgekehrt die positive Auswirkung, daß man im Grunde ein ganzes Frequenzband mit dem Schwingungstilger abdecken kann und zwar genau das Frequenzband, das sich ausbildet, wenn der Durchmesser der Wickelrolle von etwa 60 oder 70 % auf 100 % des Durchmessers ansteigt. Wie oben bereits ausgeführt, ist dieses Frequenzband aber ohnehin nicht allzu breit.preferably, corresponds to the absorber mass at least 5% of the mass of the support roller. The bigger the Tilgermasse is, the wider the frequency range in which the Vibration damper is effective. One must accordingly the frequency, which are muffled should, not exactly meet. Conversely, this has the positive effect that he basically covering an entire frequency band with the vibration absorber can and exactly the frequency band that forms when the Diameter of the winding roll of about 60 or 70% to 100% of Diameter increases. As stated above, this frequency band is but not too wide anyway.

Auch ist von Vorteil, wenn die Tilgermasse höchstens 10 % der Masse der Tragwalze entspricht. Prinzipiell könnte man zwar davon ausgehen, daß die Dämpfungswirkung um so besser ist, je größer die Tilgermasse ist. Neben der Dämpfungswirkung sind beim Betrieb einer Rollenwickeleinrichtung allerdings auch noch andere Randbedingungen zu berücksichtigen, beispielsweise die Antriebsleistung und die Bremsleistung. Mit einer Größe von etwa 10 % der Walzenmasse für die Tilgermasse ist ein annehmbarer Kompromiß zwischen der Dämpfungsleistung und der Antriebsleistung erreicht.Also is advantageous if the absorber mass at most 10% of the mass of Carrier corresponds. In principle, one could assume, that the damping effect the better, the bigger the absorber mass is. In addition to the damping effect are in the operation of a reel winder, however, too to consider other constraints, for example the drive power and the braking power. With a size of about 10% of the roll mass for the absorber mass is an acceptable compromise between the damping performance and the drive power achieved.

Vorzugsweise ist der Schwingungstilger in mehrere Einzelmodule aufgeteilt, die über die axiale Länge der Tragwalze verteilt sind. Dies bietet dann die Möglichkeit, daß der Schwingungstilger bzw. seine Einzelmodule auf Unsymmetrien, die in der Praxis auftreten können, besser reagieren können. Auch erfolgt die Dämpfung über die axiale Länge der Tragwalze gleichmäßiger als dann, wenn der Schwingungstilger an einer Position konzentriert ist.Preferably the vibration absorber is divided into several individual modules, which over the axial length the carrier roll are distributed. This then offers the possibility that the Vibration damper or its individual modules on asymmetries, the can occur in practice can react better. Also, the attenuation on the axial length the carrier roll more even than when the vibration absorber concentrates at one position is.

Hierbei ist von Vorteil, wenn die Einzelmodule unterschiedliche Eigenfrequenzen aufweisen. Wenn man den Schwingungstilger auf unterschiedliche Einzelmodule aufteilt, ist es möglich, diese Einzelmodule auf eine leicht unterschiedliche Frequenz vom Rand zur Mitte der Tragwalze hin abzustimmen und natürlich auch von der Mitte wieder zum Rand. Dies kann insbesondere bei sehr breiten Maschinen nützlich sein, bei denen sich die Kontakteigenfrequenzen aufgrund von Antriebselementen, beispielsweise der angekoppelten Masse einer Kardanwelle, auf beiden Seiten der Maschine nicht exakt gleich ausbilden.in this connection is advantageous if the individual modules have different natural frequencies exhibit. If you put the vibration damper on different individual modules divide it is possible these individual modules on a slightly different frequency from Adjust the edge to the center of the carrier roll and of course from the middle again to the edge. This can be especially true for very broad Machines useful in which the contact frequencies due to drive elements, for example, the coupled mass of a cardan shaft, on both Do not make pages of the machine exactly the same.

Auch ist von Vorteil, wenn der Schwingungstilger im Hinblick auf seine Eigenfrequenz einstellbar ist. Dies hat mehrere Vorteile. Zum einen kann man dann beispielsweise bei der Inbetriebnahme eine Feinabstimmung vornehmen, um die optimale Schwingungsdämpfung zu erreichen. Zum anderen kann man dann gleiche Schwingungstilger für unterschiedliche Anwendungszwecke verwenden, was die Ersatzteilbevorratung und die Wartung vereinfacht.It is also advantageous if the vibration tilger is adjustable in terms of its natural frequency. This has several advantages. On the one hand, you can then fine-tune, for example, during commissioning in order to achieve optimum vibration damping. On the other hand, you can then use the same vibration absorber for different applications, which simplifies spare parts inventory and maintenance.

Hierbei ist bevorzugt, wenn der Schwingungstilger eine Tilgungsmassenlagerung aufweist, die eine Feder mit einer nicht linearen Kennlinie aufweist, wobei die Vorspannung der Feder veränderbar ist. Durch eine Veränderung der Vorspannung der Feder der Tilgermassenlagerung ergibt sich dann eine andere Federkonstante, die wiederum die Eigenfrequenz des Schwingungstilgers verändert.in this connection is preferred when the vibration absorber a mass redemption storage having a spring with a non-linear characteristic, wherein the bias of the spring is variable. Through a change the bias of the spring of absorber mass storage then gives a other spring constant, which in turn is the natural frequency of the vibration absorber changed.

In vielen Fällen wird es ausreichend sein, die Feinabstimmung des Schwingungstilgers im Stillstand der Maschine durchzuführen. In manchen Fällen ist es jedoch von Vorteil, wenn mindestens ein hilfskraftbetätigtes Einstellelement zum Verändern der Vorspannung vorgesehen ist. Als Hilfskraft kann man pneumatische, hydraulische oder elektrische Energien verwenden. In diesem Fall ist die Verstellung sozusagen ferngesteuert möglich. Dies ist relativ komfortabel.In many cases it will be sufficient to fine-tune the vibration absorber at standstill of the machine. In some cases However, it is advantageous if at least one power-operated adjusting element to change the Bias is provided. As a helper you can pneumatic, use hydraulic or electrical energy. In this case is the adjustment possible, so to speak remotely controlled. This is relatively comfortable.

Vorzugsweise weist der Schwingungstilger mindestens ein Piezoelement auf, das mit einem elektrischen Schwingkreis verbunden ist. In vielen Fällen ist es dabei günstig, mehrere über den Umfang der Walze verteilte Piezoelemente zu verwenden, die jeweils mit einem eigenen Schwingkreis verbunden sind. Man kann auch mehrere Piezoelemente mit einem gemeinsamen Schwingkreis verbinden. Das Piezoelement erzeugt bei einer Walzenverformung, die bei einer Schwingung auftritt, eine elektrische Spannung. Diese elektrische Spannung wird an den elektrischen Schwingkreis weitergegeben. Wenn der elektrische Schwingkreis in seiner Resonanzfrequenz betrieben wird, die auf die Problemfrequenz der mechanischen Struktur abgestimmt ist, dann wirkt die elektrische Spannung auf das Piezoelement zurück. Bei einer entsprechenden Auslegung kann man erreichen, daß das Piezoelement annähernd in Gegenphase zur Schwingung angeregt wird. Durch die Rückkopplung der schwingenden elektrischen Ströme wird über die Ausdehnung der Piezoelemente eine dämpfende Ausdehnungskomponente in die Tragwalze eingeleitet, welche die gleichen dämpfenden Effekte wie rein mechanisch wirkende Tilgermodule bewirkt.Preferably the vibration absorber has at least one piezoelectric element which is connected to an electrical resonant circuit. In many cases it's cheap, several over to use the circumference of the roller distributed piezo elements, respectively are connected to their own resonant circuit. You can also do several Connect piezo elements with a common resonant circuit. The Piezo element generates in a roll deformation, which at a vibration occurs, an electrical voltage. This electrical voltage is passed on to the electrical resonant circuit. When the electric Resonant circuit is operated at its resonant frequency, the on the problem frequency of the mechanical structure is tuned, then acts the electrical voltage back to the piezo element. at a corresponding interpretation can achieve that the piezoelectric element nearly in opposite phase to the vibration is excited. Through the feedback the oscillating electrical currents is over the extent of the piezo elements a steaming Expansion component introduced into the support roller, which are the same absorbing Effects such as purely mechanically acting Tilgermodule causes.

Hierbei ist bevorzugt, daß das Piezoelement als Folienmodul ausgebildet ist. Piezokeramische Folienmodule sind im Handel zu vertretbaren Kosten erhältlich. Sie lassen sich leicht handhaben und anschließen.in this connection it is preferred that the Piezoelectric element is designed as a film module. Piezoceramic foil modules are commercially available at reasonable cost. They are easy handle and connect.

Hierbei ist bevorzugt, daß die Piezoelemente mit ihrer Wirkrichtung parallel zur Richtung der größten Dehnung der Tragwalze von innen am Walzenmantel befestigt sind. Die Piezoelemente wirken also unmittelbar auf den Walzenmantel. Jedes Piezoelement wird dann sowohl generatorisch als auch motorisch betrieben, in Abhängigkeit von der Position, wo es sich gerade befindet.in this connection it is preferred that the Piezoelectric elements with their direction of action parallel to the direction of greatest elongation the support roller are fixed from the inside to the roll shell. The piezo elements So act directly on the roll shell. Each piezo element is then operated both as a generator and as a motor, in dependence from the position where it is right now.

Der Schwingungstilger kann in einer bevorzugten Ausgestaltung auch als aktives System ausgebildet sein, das mehrere elektromechanische Aktuatoren, insbesondere Piezoelemente, aufweist, die mit einem elektrischen Regelkreis verbunden sind, der elektrische Energie von außen zuführt. Der elektrische Regelkreis weist außerdem noch einen Sensor auf, der die durch die Schwingung der Tragwalze bedingten Verformungen ermittelt. Dieser Sensor kann allerdings auch durch einen elektromechanischen Aktuator selbst gebildet sein. Ein aktives System hat den Vorteil, daß man sehr flexibel auf sich verändernde Problemfrequenzen reagieren kann.Of the In a preferred embodiment, vibration absorber can also be referred to as be formed active system, the more electromechanical Actuators, in particular piezoelectric elements, which, with a electrical control circuit are connected, the electrical energy from the outside supplies. The electrical control circuit also has a sensor, the caused by the vibration of the support roller deformations determined. However, this sensor can also be powered by an electromechanical Actuator itself be formed. An active system has the advantage that he very flexible to changing Problem frequencies can respond.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß der Schwingungstilger mindestens einen Walzeneinschub aufweist, der sich über Federn von innen am Walzenmantel abstützt, wobei ein Spalt zwischen Walzeneinschub und Walzenmantel mit einer zähflüssigen Flüssigkeit gefüllt ist. Mit Hilfe der zähflüssigen Flüssigkeit lassen sich die Dämpfungseigenschaften einstellen. Die Federn bestimmen hingegen die Resonanzfrequenz.In a preferred embodiment, it is provided that the vibration damper has at least one roller insertion, which is about springs of supported on the roll shell inside, wherein a gap between roll insertion and roll shell with a viscous liquid filled is. With the help of viscous liquid let the damping properties to adjust. The springs, however, determine the resonance frequency.

In einer alternativen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, daß der Schwingungstilger mindestens einen Walzeneinschub aufweist, der sich über Gummifeder-Pakete am Walzenmantel abstützt. Eine Gummifeder vereint in einem Bauelement eine Federfunktion und eine Dämpfungsfunktion. Durch die Wahl des Materials der Gummifeder-Pakete lassen sich also in gewissen Grenzen die gewünschten Eigenfrequenzen und die gewünschten Dämpfungseigenschaften realisieren.In an alternative embodiment may be provided that the vibration damper has at least one roll slot, which is about rubber spring packages supported on the roll shell. A rubber spring combines in one component a spring function and a damping function. By choosing the material of the rubber spring packages can be so within certain limits the desired Natural frequencies and the desired damping properties realize.

In einer dritten Alternative kann vorgesehen sein, daß der Schwingungstilger mindestens einen Walzeneinschub aufweist, der sich über ein Federpaket am Walzenmantel abstützt, wobei eine hydraulische Kolben-Zylinder-Anordnung in Reihe mit oder parallel zu dem Federpaket angeordnet ist. Auch hier ist die Feder wieder für die Eigenfrequenz verantwortlich, während die Kolben-Zylinder-Anordnung die Dämpfung bewirkt. Hierbei ist es ausreichend, wenn die Kolben-Zylinder-Anordnung eine Flüssigkeit von einer Kammer in eine andere verdrängt und in dem Verbindungsweg zwischen den beiden Kammern eine Drossel oder eine ähnliche Engstelle vorgesehen ist, um der Schwingung Energie zu entziehen.In a third alternative may be provided that the vibration damper Has at least one roll insertion, which is about a Spring package supported on the roll shell, a hydraulic piston-cylinder arrangement in series with or parallel is arranged to the spring pack. Again, the spring is back for the Natural frequency responsible while the piston-cylinder arrangement the damping causes. It is sufficient if the piston-cylinder arrangement a liquid displaced from one chamber to another and in the connecting path between the two chambers a throttle or similar Bottleneck is provided to deprive the vibration of energy.

Schließlich kann vorgesehen sein, daß mindestens ein walzenförmiger Einschubkörper im Walzenmantel angeordnet ist, der in eine Zwischenschicht aus viskoelastischem Material eingeschrumpft ist. Dabei kann es sich beispielsweise um einen Gummi- oder Kunststoffbelag handeln. Damit ergibt sich sozusagen eine ringförmige Abstützung des Walzenkörpers im Walzenmantel, der zu einer allseitigen Dämpfung führt.Finally, it can be provided that min at least one roller-shaped insert body is arranged in the roll shell, which is shrunk into an intermediate layer of viscoelastic material. This may be, for example, a rubber or plastic coating. This results, so to speak, an annular support of the roller body in the roll shell, which leads to an all-round damping.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Hierin zeigen:The Invention will be described below with reference to preferred embodiments described in conjunction with the drawing. Herein show:

1 eine Rollenwickeleinrichtung in schematischer Darstellung, 1 a roller winding device in a schematic representation,

2 eine schematische Darstellung der Rollenwickeleinrichtung zur Erläuterung von Schwingungsausbildungen, 2 a schematic representation of the reel winding device for explaining vibration training,

3 eine erste Ausgestaltung einer Tragwalze im schematischen Längsschnitt, 3 a first embodiment of a support roller in a schematic longitudinal section,

4 eine schematische Darstellung eines Feder-Dämpfungs-Elements, 4 a schematic representation of a spring-damping element,

5 eine abgewandelte Ausführungsform einer Tragwalze im Längsschnitt, 5 a modified embodiment of a support roller in longitudinal section,

6 eine dritte Ausgestaltung einer Tragwalze im Längs- und im Querschnitt und 6 a third embodiment of a support roller in the longitudinal and in the cross section and

7 eine vierte Ausgestaltung einer Tragwalze. 7 a fourth embodiment of a support roller.

Eine Rollenwickeleinrichtung 1 weist zwei Tragwalzen 2, 3 auf, die ein Wickelbett 4 bilden, in dem beim Wickeln eine Wickelrolle 5 ruht. Auf die Wickelrolle wird eine Materialbahn, im vorliegenden Fall eine Papierbahn 6, aufgewickelt. Die Papierbahn 6, die im Ausgangszustand eine Breite von bis zu 10 m oder sogar darüber hinaus haben kann, durchläuft vor dem Auftreffen auf die zulaufseitige Tragwalze 2 eine Längsschneideeinrichtung 7, mit deren Hilfe sie in ihre Teilbahnen geschnitten wird, die eine Breite im Bereich von 0,2 bis 4,8 m aufweisen.A roll winding device 1 has two support rollers 2 . 3 put on a wraparound bed 4 form, in which when winding a winding roll 5 rests. On the winding roll is a web, in this case a paper web 6 , wound up. The paper web 6 , which may have a width of up to 10 m or even more in the initial state, passes before hitting the feed-side support roller 2 a longitudinal cutting device 7 , with the help of which it is cut into its partial webs, which have a width in the range of 0.2 to 4.8 m.

Zu Beginn eines Wickelvorganges wird die Papierbahn 6 zunächst an einer Wickelhülse 8 befestigt, beispielsweise durch Kleben. Am Ende eines Wickelvorganges wird das Ende der Papierbahn 6 am Umfang der Wickelrolle 5 befestigt, beispielsweise ebenfalls durch Kleben. Um den Anfang und das Ende der Papierbahn 6 zu erzeugen, ist eine nur schematisch dargestellte Querschneideeinrichtung 9 vorgesehen.At the beginning of a winding process, the paper web 6 first on a winding tube 8th attached, for example by gluing. At the end of a winding process, the end of the paper web 6 on the circumference of the winding roll 5 attached, for example, also by gluing. To the beginning and the end of the paper web 6 to produce, is a cross-cutting device shown only schematically 9 intended.

Man kann nun beobachten, daß es insbesondere beim Wickeln von Papierbahnen 6 (und auch anderen Materialbahnen), die einen hohen Haftreibbeiwert haben, zu Problemen kommt. Dies gilt insbesondere dann, wenn der Haftreibwert der Papierlagen untereinander größer ist als 0,5, insbesondere den Wert 0,7 und mehr erreicht. Beim Wickeln solcher Papiere kommt es häufig zu starken Schwingbewegungen der Wickelrolle 5 und der Tragwalzen 2, 3. Derartige Schwingbewegungen sind aus mehreren Gründen unerwünscht. Zum einen besteht die Gefahr, daß die Wickelrolle 5 aus dem Wickelbett 4 ausgeworfen wird. Zum anderen kommt es zu Unrundheiten in der Wickelrolle 5, die sich wiederum störend auf die Weiterverarbeitung auswirken.It can now be observed that it is particularly when winding paper webs 6 (And also other webs), which have a high coefficient of static friction, comes to problems. This is especially true when the coefficient of adhesion of the paper layers is greater than 0.5, in particular the value reaches 0.7 and more. When winding such papers, there are often strong oscillatory movements of the winding roll 5 and the support rollers 2 . 3 , Such oscillatory movements are undesirable for several reasons. First, there is a risk that the winding roll 5 from the winding bed 4 is ejected. On the other hand it comes to roundness in the winding roll 5 which in turn have a disruptive effect on the further processing.

Einen Teil der Probleme kann man dadurch vermindern, daß man eine Belastungswalze 10 vorsieht, die die Wickelrolle 5 in das Wickelbett 4 drückt. Die Belastungswalze 10 kann auch zu Beginn eines Wickelvorganges einen ausreichenden Anpreßdruck erzeugen, um die Wickelhärte im radialen Inneren der Wickelrolle zu steigern. Dennoch treten unerwünschte Schwingungen auf.Part of the problems can be alleviated by using a load roller 10 Provides the winding roll 5 in the changing bed 4 suppressed. The loading roller 10 can also generate a sufficient contact pressure at the beginning of a winding process to increase the winding hardness in the radial interior of the winding roll. Nevertheless, unwanted vibrations occur.

Dieses Verhalten ist möglicherweise durch einen Selbsterregungseffekt auf der Wickelrolle 5 zu erklären. Bedingt durch einen hohen Haftreibwert der Papierlagen untereinander werden die üblichen Lagenverschiebungen beim Aufwickeln der Papierbahn 6 weitgehend unterdrückt. Dies hat zur Folge, daß sich dynamisch bedingte Wickelhärtedifferenzen am Umfang des Wickels einstellen, welche zu Radienveränderungen am Umfang des Wickels führen, weil durch die fehlenden Papierlagenverschiebungen diese Wickelhärteunterschiede nicht ausreichend egalisiert oder verwischt werden. Anders ausgedrückt: Aus jeder dynamischen Wickelverformung bzw. dynamischen Wickelbelastung an den Tragwalzen 2, 3 verbleibt ein kleiner Anteil als bleibende ortsfeste Verformung, die dann beim Wiedereinlauf in eine Wickelkontaktzone 11–13 wie eine Wegerregung wirkt. Dieser regenerative Effekt führt beim Zusammentreffen einiger Harmonischen der Wickeldrehzahl mit bestimmten Eigenfrequenzen des Wickelsystems (Tragwalzen 2, 3 und Wickelrolle 5) zu einem Selbsterregungsprozeß. Meist handelt es sich dabei um die Eigenfrequenzen, bei denen die Wickelrolle selbst eine große dynamische Verformung erfährt, die im Grunde mit einem Federweg gleichzusetzen ist. Dies ist insbesondere bei den sogenannten Kontakteigenfrequenzen der Fall, bei denen die Tragwalzen 2, 3 und die Wickelrolle 5 in einer gegenphasigen Bewegung zueinander schwingen.This behavior may be due to a self-energizing effect on the winding roll 5 to explain. Due to a high coefficient of adhesion of the paper layers with each other, the usual position shifts when winding the paper web 6 largely suppressed. This has the consequence that adjust dynamically induced winding hardness differences on the circumference of the roll, which lead to changes in radius on the circumference of the roll, because the lack of paper layer shifts these differences in winding hardness are not sufficiently equalized or blurred. In other words, from any dynamic winding deformation or dynamic winding load on the support rollers 2 . 3 remains a small proportion as permanent stationary deformation, which then re-entry into a winding contact zone 11 - 13 how a path excitation works. This regenerative effect leads to the coincidence of some harmonics of the winding speed with certain natural frequencies of the winding system (support rollers 2 . 3 and winding roll 5 ) to a self-promotion process. These are usually the natural frequencies at which the winding roll itself undergoes a large dynamic deformation, which is basically equated with a spring travel. This is the case, in particular in the case of the so-called contact own frequencies, in which the support rollers 2 . 3 and the winding roll 5 vibrate in an antiphase motion to each other.

2 zeigt nun in einer stark vereinfachten Darstellung die Rollenwickeleinrichtung 1, bei der alle bewegten Massen, also die beiden Tragwalzen 2, 3, die Wickelrolle 5 und die Belastungswalze 10, jeweils einen Freiheitsgrad der Bewegung in X-Richtung (horizontale Richtung) und einen in Y-Richtung (vertikale Richtung) haben. Für ein derartiges Berechnungsmodell sind die beiden Tragwalzen 2, 3, die Wickelrolle 5 und die Belastungswalze 10 als über Federn und Dämpfer (Dämpfer sind in 2 der Einfachheit halber nicht dargestellt) verbundene Massepunkte abgebildet. Die einzelnen Federsteifigkeiten sind so abgestimmt, daß jede Masse für sich die Eigenfrequenz des zugehörigen Bauteils im nicht gekoppelten Zustand möglichst exakt abbildet. 2 now shows in a much simplified representation of the reel winder 1 , in which all moving masses, so the two support rollers 2 . 3 , the winding roll 5 and the load roller 10 , each have one degree of freedom of movement in the X direction (horizontal direction) and one in the Y direction (vertical direction). For such a calculation model are the two support rollers 2 . 3 . the winding roll 5 and the load roller 10 than about springs and dampers (dampers are in 2 for simplicity's sake not shown) connected mass points shown. The individual spring stiffnesses are adjusted so that each mass individually reflects the natural frequency of the associated component in the uncoupled state as accurately as possible.

In einem derartigen System lassen sich nun die Eigenfrequenzen berechnen und zwar auch für unterschiedliche Durchmesser der Wickelrolle 5. Dabei zeigt sich, daß die meisten Eigenfrequenzen der Rollenwickeleinrichtung 1 mit zunehmendem Durchmesser der Wickelrolle 5 sinken. Dies war im Grunde zu erwarten. Für die zweithöchste Kontakteigenfrequenz ergibt sich jedoch ein Verlauf, der sich mit dem Durchmesser der Wickelrolle 5 nur unbedeutend ändert.In such a system can now calculate the natural frequencies and indeed for different diameters of the winding roll 5 , It turns out that most of the natural frequencies of the reel winder 1 with increasing diameter of the winding roll 5 decline. This was basically to be expected. For the second highest contact frequency, however, results in a curve that varies with the diameter of the winding roll 5 only insignificantly changes.

Wenn man nun den Verlauf der Wickeldrehzahl und deren Harmonische in das gleiche Diagramm wie die Eigenfrequenzen einträgt, also bezogen jeweils auf den Durchmesser der Wickelrolle 5, dann erkennt man, daß es in Abhängigkeit von der Wickelgeschwindigkeit zu unterschiedlichen Schnittpunkten der Harmonischen mit den Eigenfrequenzen kommt. Für die Bildung der Wickelwelligkeiten sind jedoch immer die Kontakteigenfrequenzen verantwortlich. An den Schnittpunkten besteht die Gefahr, daß sich das System aus Tragwalzen 2, 3, Wickelrolle 5 und Belastungswalze 10 aufschaukelt.If you now enter the course of the winding speed and its harmonics in the same diagram as the natural frequencies, so based respectively on the diameter of the winding roll 5 , then you realize that depending on the winding speed to different intersections of the harmonics comes with the natural frequencies. However, the contact frequencies are always responsible for the formation of the winding ripples. At the intersections there is a risk that the system of support rollers 2 . 3 , Winding roll 5 and loading roller 10 escalates.

Es läßt sich nun beobachten, daß auch bei unterschiedlichen Wickelgeschwindigkeiten oder Produktionsgeschwindigkeiten die Problemfrequenz immer im gleichen Frequenzbereich liegt, der in der Größenordnung der zweiten Kontakteigenfrequenz liegt.It let yourself Now watch that too at different winding speeds or production speeds the problem frequency is always in the same frequency range, the in the order of magnitude the second contact own frequency is.

Um ein Aufschwingen der Rollenwickeleinrichtung 1 zu vermeiden, weisen daher die beiden Tragwalzen 2, 3 jeweils einen Schwingungstilger 14, 15 auf.To a swinging the reel winder 1 To avoid, therefore, have the two support rollers 2 . 3 one vibration absorber each 14 . 15 on.

Jeder Schwingungstilger weist eine Tilgermasse 16, 17 auf, die über eine Feder-Dämpfer-Anordnung 18, 19 an der Innenwand 20, 21 des Walzenmantels 22, 23 der beiden Tragwalzen 2, 3 befestigt ist. Für die Ausbildung der Feder-Dämpfer-Anordnung gibt es prinzipiell zwei Möglichkeiten. Man kann beispielsweise eine Feder 24 parallel zu einem Dämpfer 25 anordnen. Man kann auch eine Feder 26 in Reihe mit einem Dämpfer 27 anordnen.Each vibration absorber has an absorber mass 16 . 17 on top of a spring-damper arrangement 18 . 19 on the inner wall 20 . 21 of the roll mantle 22 . 23 the two support rollers 2 . 3 is attached. For the design of the spring-damper assembly, there are basically two options. You can, for example, a spring 24 parallel to a damper 25 Arrange. You can also do a feather 26 in series with a damper 27 Arrange.

Unabhängig von der konkreten Ausbildung der Feder-Dämpfer-Anordnung 18, 19 kann man durch eine geeignete Dimensionierung der verwendeten Elemente dafür sorgen, daß die Schwingungstilger 14, 15 eine Eigenfrequenz aufweisen, die auf eine Frequenz direkt unterhalb der zweithöchsten Kontakteigenfrequenz abgestimmt ist. Gegebenenfalls bezieht sich diese zweithöchste Kontakteigenfrequenz dann auf einen vorbestimmten Wickeldurchmesser, der beispielsweise im Bereich von 80 bis 100 % des Enddurchmessers der Wickelrolle 5 liegt. Damit ergeben sich zwar gewisse Ungenauigkeiten bei kleineren Durchmessern. Dies ist jedoch unkritisch, weil die Schwingungstilger 14, 15 auch in benachbarten Frequenzen noch eine ausreichende Dämpfungswirkung entfalten.Regardless of the specific design of the spring-damper assembly 18 . 19 can be provided by a suitable dimensioning of the elements used to ensure that the vibration damper 14 . 15 have a natural frequency that is tuned to a frequency directly below the second highest contact frequency. Optionally, this second highest contact frequency then refers to a predetermined winding diameter, for example in the range of 80 to 100% of the final diameter of the winding roll 5 lies. This results in certain inaccuracies with smaller diameters. However, this is not critical because the vibration absorber 14 . 15 even in adjacent frequencies still develop a sufficient damping effect.

Weiterhin kann man unabhängig von der konkreten Ausbildung der Feder-Dämpfer-Anordnung 18, 19 durch eine geeignete Dimensionierung der verwendeten Elemente auch dafür sorgen, daß der Schwingungstilger eine Eigenfrequenz aufweist, die oberhalb der ersten freien Biegeeigenfrequenz der Tragwalze liegt. Die „freie Biegeeigenfrequenz" ist dabei per Definition die Eigenfrequenz der Tragwalze ohne den Einfluss einer aufliegenden Wickelmasse, beispielsweise der Wickelrolle. Der Schwingungstilger kann bevorzugt eine Eigenfrequenz aufweisen, die mehr als 10 %, vorzugsweise mehr als 15 % oberhalb der ersten freien Biegeeigenfrequenz der Tragwalze liegt. Der Schwingungstilger kann also eine Eigenfrequenz aufweisen, die vorzugsweise zwischen der zweithöchsten und höchsten Kontakteigenfrequenz liegt.Furthermore, you can regardless of the specific design of the spring-damper assembly 18 . 19 by appropriate dimensioning of the elements used also ensure that the vibration damper has a natural frequency which is above the first free bending natural frequency of the support roller. By definition, the "free bending natural frequency" is the natural frequency of the carrier roller without the influence of an overlying winding mass, for example the winding roller The vibration absorber may preferably have a natural frequency which is more than 10%, preferably more than 15%, above the first free bending natural frequency of the carrier roller The vibration absorber can thus have a natural frequency, which is preferably between the second highest and highest contact natural frequency.

Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Tilgermassen 16, 17 einen nennenswerten Anteil an der Masse der Tragwalzen 2, 3 haben und stark gedämpft werden. In der Regel reichen 5 bis 10 % der Tragwalzenmasse als Tilgermasse 16, 17 aus, um die Welligkeitsbildung an der Wickelrolle 2 stark zu reduzieren.This is especially the case when the absorber masses 16 . 17 a significant proportion of the mass of the support rollers 2 . 3 have and be strongly attenuated. In general, 5 to 10% of the carrier roll mass is sufficient as absorber mass 16 . 17 out to the ripple on the winding roll 2 to reduce greatly.

3 zeigt nun ein Beispiel, wie man eine Tragwalze 2 mit einem Schwingungstilger ausbilden kann. Die Tragwalze 2 weist einen Walzenmantel 22 auf, in dem eine Tilgermasse 16 als Walzeneinschub angeordnet ist. Die Tilgermasse 16 ist über Federn 24 mit der Innenseite des Walzenmantels 22 verbunden. In einem Spalt 28 zwischen der Tilgermasse 16 und dem Walzenmantel 22 ist ein zähflüssiges Öl angeordnet, dessen Viskosität die Dämpfungseigenschaften beeinflußt. Durch Wahl einer geeigneten Viskosität lassen sich also auch die Dämpfungseigenschaften verändern. Die Federn 24 können beispielsweise als Tellerfedern ausgebildet sein. 3 now shows an example of how to use a carrier roll 2 can train with a vibration absorber. The carrier roll 2 has a roll shell 22 in which an absorber mass 16 is arranged as a roll insertion. The absorber mass 16 is about springs 24 with the inside of the roll mantle 22 connected. In a gap 28 between the absorber mass 16 and the roll shell 22 a viscous oil is arranged, the viscosity of which influences the damping properties. By choosing a suitable viscosity, therefore, the damping properties can also be changed. The feathers 24 may be formed, for example, as disc springs.

4 zeigt einen Ausschnitt aus der Tragwalze 3, bei dem erkennbar ist, daß die Tilgermasse 17 über die Feder-Dämpfer-Anordnung 19 mit dem Walzenmantel 23 verbunden ist. Die Feder-Dämpfer-Anordnung 19 weist eine Feder 26 auf, die als Federpaket aus Tellerfedern ausgebildet ist. Die Feder liegt in Reihe mit einem Dämpfer 27, der einen Kolben 29 aufweist, der in einem Zylinder 30 hin und her bewegbar ist. Der Kolben 29 weist eine Drosselbohrung 31 auf, durch die bei der Bewegung des Kolbens 29 Flüssigkeit strömen muß. Alternativ dazu kann auch vorgesehen sein, daß zwischen dem Außenumfang des Kolbens 29 und dem Innenumfang des Zylinders 30 ein Ringspalt 32 vorgesehen ist, der im Grunde die gleiche Aufgabe wie die Drosselbohrung 31 erfüllt. 4 shows a section of the support roller 3 in which it can be seen that the absorber mass 17 over the spring-damper arrangement 19 with the roll shell 23 connected is. The spring-damper arrangement 19 has a spring 26 on, which is designed as a spring assembly of disc springs. The spring is in series with a damper 27 who has a butt 29 that is in a cylinder 30 is movable back and forth. The piston 29 has a throttle drill tion 31 on, through during the movement of the piston 29 Liquid must flow. Alternatively, it may also be provided that between the outer circumference of the piston 29 and the inner circumference of the cylinder 30 an annular gap 32 is provided, which is basically the same task as the throttle bore 31 Fulfills.

In 5 ist eine abgewandelte Ausgestaltung der Tragwalze 2 dargestellt, bei der die Tilgermasse 16 mit dem Walzenmantel 22 über eine viskoelastische Zwischenschicht 33, beispielsweise aus einem Gummimaterial oder einem Kunststoff, verbunden ist. Die Zwischenschicht 33 erfüllt dann sowohl die Aufgabe der Feder 24 als auch die Aufgabe des Dämpfers 25.In 5 is a modified embodiment of the support roller 2 shown at the absorber mass 16 with the roll shell 22 via a viscoelastic intermediate layer 33 , For example, from a rubber material or a plastic connected. The intermediate layer 33 then fulfills both the task of the spring 24 as well as the task of the damper 25 ,

In 6 ist eine abgewandelte Ausgestaltung der Tragwalze 2 dargestellt, bei der die Tilgermasse über mehrere Gummifeder-Pakete 34 mit dem Walzenmantel 22 verbunden ist. Die einzelnen Gummifeder-Pakete 34 haben sowohl in axialer Richtung einen Abstand zueinander als auch in Umfangsrichtung, wie aus den 6a und 6b hervorgeht.In 6 is a modified embodiment of the support roller 2 shown in which the absorber mass over several rubber spring packages 34 with the roll shell 22 connected is. The single rubber spring packages 34 have both in the axial direction at a distance from each other and in the circumferential direction, as from the 6a and 6b evident.

Eine derartige Ausgestaltung hat darüber hinaus den Vorteil, daß man den Schwingungstilger sozusagen in mehrere Einzelmodule 14a, 14b,..., 14n aufteilen kann, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel noch die Tilgermasse 16 gemeinsam haben. Man kann allerdings die Eigenfrequenzen der einzelnen Tilgermodule 14a–14n in Axialrichtung der Tragwalze 2 unterschiedlich gestalten. Dies bietet dann die Möglichkeit, daß die Schwingungstilger auf Unsymmetrien, die in der Praxis auftreten können, reagieren können. Beispielsweise kann man bei sehr breiten Maschinen berücksichtigen, daß sich die Kontakteigenfrequenzen aufgrund von Antriebselementen, beispielsweise der angekoppelten Masse einer Kardanwelle, auf beiden Seiten der Rollenwickeleinrichtung 1 nicht exakt gleich ausbilden.Such a configuration has the additional advantage that one can say the vibration damper in several individual modules 14a . 14b , ..., 14n can divide in the present embodiment nor the absorber mass 16 have in common. One can, however, the natural frequencies of the individual absorber modules 14a - 14n in the axial direction of the support roller 2 different shape. This then offers the possibility that the vibration absorber can respond to asymmetries that may occur in practice. For example, one can take into account in very wide machines that the Kontaktigenfrequenzen due to drive elements, such as the coupled mass of a propeller shaft, on both sides of the reel winder 1 do not train exactly the same.

Eine ähnliche Ausgestaltung ist in 7 gezeigt. In 7 ist eine Tragwalze 2 im schematischen Längsschnitt vorgesehen, bei der mehrere Tilgermassen 16a–16c in den Walzenmantel 22 eingeschrumpft sind und zwar unter Einschluß einer Zwischenschicht 33a–33c, wobei zwischen der Zwischenschicht 33a–33c und dem Walzenmantel 22 piezokeramische Folienmodule 35a–35c angeordnet sind. Diese piezokeramischen Folienmodule erstrecken sich nicht über den gesamten Umfang. Man kann vielmehr über den Innenumfang des Walzenmantels 22 verteilt vier oder mehr derartiger Folienmodule 35a–35c vorsehen.A similar embodiment is in 7 shown. In 7 is a carrier roll 2 provided in a schematic longitudinal section, in which several absorber masses 16a - 16c in the roll jacket 22 shrunk and including an intermediate layer 33a - 33c , wherein between the intermediate layer 33a - 33c and the roll shell 22 Piezoceramic foil modules 35a - 35c are arranged. These piezoceramic film modules do not extend over the entire circumference. One can rather over the inner circumference of the roll mantle 22 distributes four or more of such film modules 35a - 35c provide.

Im Zusammenhang mit einem nicht näher dargestellten, aber innerhalb der Tragwalze 2 angeordneten passiven elektrischen Netzwerk läßt sich mit den piezokeramischen Folienmodulen ein passiver elektromechanisch wirkender Schwingungstilger realisieren. Hierzu werden die piezokeramischen Folienmodule 35a–35c in ihre Wirkrichtung so an den Innenumfang des Walzenmantels 22 angeklebt, daß ihre Wirkrichtung der Richtung der größten Dehnung der Walze entspricht. Die bei einer Schwingung auftretenden axialen Walzendehnungen erzeugen in den Folienmodulen 35a–35c eine elektrische Spannung. Die an den Folienmodulen 35a–35c angeschlossenen elektrischen Schwingkreise werden in ihrer Resonanzfrequenz auf die Problemfrequenz der mechanischen Struktur hin abgestimmt. Schwingt die mechanische Struktur in diese Frequenz, so wird durch die elektromechanische Kopplung auch das elektrische Netzwerk in seiner Resonanz betrieben. Durch die Rückkopplung der schwingenden elektrischen Ströme wird über die Dehnung der piezokeramischen Folienmodule 35a–35c eine dämpfende Dehnungskomponente in den Walzenmantel 22 eingeleitet, welche die gleichen dämpfenden Effekte wie die rein mechanisch wirkenden Tilgermodule bewirkt.In connection with a not shown, but within the support roller 2 arranged passive electrical network can be realized with the piezoceramic film modules a passive electro-mechanically acting vibration damper. For this purpose, the piezoceramic foil modules 35a - 35c in their direction of action so on the inner circumference of the roll shell 22 glued that their effective direction corresponds to the direction of greatest elongation of the roller. The axial rolling expansions occurring during a vibration generate in the foil modules 35a - 35c an electrical voltage. The at the foil modules 35a - 35c connected electrical resonant circuits are tuned in their resonance frequency to the problem frequency of the mechanical structure out. If the mechanical structure oscillates in this frequency, then the electromechanical coupling also operates the electrical network in its resonance. By the feedback of the oscillating electrical currents is on the elongation of the piezoceramic foil modules 35a - 35c a damping expansion component in the roll shell 22 initiated, which causes the same damping effects as the purely mechanical acting absorber modules.

In ähnlicher Weise kann man durch die Verwendung von piezokeramischen Folienmodulen 35a–35c ein aktives Dämpfungssystem realisieren. Hierzu ist dann allerdings ein Regelkreis notwendig, mit dem die Folienmodule 35a–35c spannungsmäßig angesteuert werden. Zur Regelung dieser Spannung kann die erfaßte Schwingbewegung nach Amplitude und Phasenlage der jeweiligen Tragwalze 2, 3 erfaßt werden. Ein aktives System hat natürlich den Vorteil, daß man sehr flexibel auf sich verändernde Problemfrequenzen reagieren kann. Es ist allerdings mit einem erhöhten Kostenaufwand verbunden, weil man beispielsweise in die drehende Tragwalze eine elektrische Energie zuführen muß.Similarly, one can by the use of piezoceramic film modules 35a - 35c implement an active damping system. For this purpose, however, then a control loop is necessary with which the film modules 35a - 35c be energetically controlled. To control this voltage, the detected oscillatory motion according to amplitude and phase of the respective support roller 2 . 3 be detected. Of course, an active system has the advantage of being able to react very flexibly to changing problem frequencies. However, it is associated with an increased cost because you have to perform, for example, in the rotating support roller electrical energy.

In nicht näher dargestellter Weise kann man vorsehen, daß die Schwingungstilger 14, 15 bzw. die Tilgermodule 14a–14n in einem begrenzten Frequenzbereich einstellbar sind. Dies kann man beispielsweise dadurch realisieren, daß man eine Vorspannung einer nicht linear wirkenden Feder der Tilgermassenlagerung verändert.In a manner not shown, it can be provided that the vibration damper 14 . 15 or the absorber modules 14a - 14n are adjustable in a limited frequency range. This can be achieved for example by changing a bias of a non-linear acting spring absorber mass storage.

In den meisten Fällen ist es ausreichend, diese Feinabstimmung im Stillstand der Rollenwickeleinrichtung 1 durchzuführen. Eine Fernverstellung der Eigenfrequenzen der Schwingungstilger 14, 15 über Stellelemente, die beispielsweise pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch ausgeführt sein können, ist denkbar und auch komfortabel.In most cases, it is sufficient to fine-tune this at standstill of the reel winder 1 perform. A remote adjustment of the natural frequencies of the vibration absorber 14 . 15 via adjusting elements, which may be performed, for example, pneumatically, hydraulically or electrically, is conceivable and also comfortable.

Claims (24)

Rollenwickeleinrichtung, die zwei Tragwalzen aufweist, die ein Wickelbett bilden, in dem beim Wickeln eine Wickelrolle angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Tragwalze (2, 3) einen Schwingungstilger (14, 15) aufweist.Roller winding device comprising two support rollers forming a winding bed, in which a winding roller is arranged during winding, characterized in that at least one support roller ( 2 . 3 ) a vibration absorber ( 14 . 15 ) having. Rollenwickeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungstilger (14, 15) eine Eigenfrequenz aufweist, die auf eine Frequenz in einem vorbestimmten Bereich unterhalb der zweithöchsten Kontakteigenfrequenz zum Ende des Wickelvorgangs zwischen der Tragwalze (2, 3) und der Wickelrolle (5) abgestimmt ist.Roller winding device according to claim 1, characterized in that the vibration damper ( 14 . 15 ) has a natural frequency which is at a frequency in a predetermined range below the second highest contact natural frequency at the end of the winding process between the carrier roll (10). 2 . 3 ) and the winding roll ( 5 ) is tuned. Rollenwickeleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2; dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungstilger (14, 15) eine Eigenfrequenz aufweist, die oberhalb der ersten freien Biegeeigenfrequenz der Tragwalze (2, 3) liegt.Roll winding device according to claim 1 or 2; characterized in that the vibration absorber ( 14 . 15 ) has a natural frequency, which is above the first free bending natural frequency of the support roller ( 2 . 3 ) lies. Rollenwickeleinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungstilger (14, 15) eine Eigenfrequenz aufweist, die mehr als 10 %, vorzugsweise mehr als 15 % oberhalb der ersten freien Biegeeigenfrequenz der Tragwalze (2, 3) liegt.Roller winding device according to claim 3, characterized in that the vibration damper ( 14 . 15 ) has a natural frequency which is more than 10%, preferably more than 15% above the first free natural bending frequency of the carrier roll ( 2 . 3 ) lies. Rollenwickeleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die einlaufseitige Tragwalze (2) den Schwingungstilger (14) aufweist.Roll winding device according to one of the preceding claims, characterized in that the inlet-side support roller ( 2 ) the vibration absorber ( 14 ) having. Rollenwickeleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beide Tragwalzen (2, 3) jeweils einen Schwingungstilger (14, 15) aufweisen.Roll winding device according to one of the preceding claims, characterized in that both support rollers ( 2 . 3 ) each have a vibration damper ( 14 . 15 ) exhibit. Rollenwickeleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungstilger (14, 15) als passiver Schwingungstilger mit einer Tilgermasse (16, 17) ausgebildet ist.Roller winding device according to one of the preceding claims, characterized in that the vibration damper ( 14 . 15 ) as a passive vibration absorber with an absorber mass ( 16 . 17 ) is trained. Rollenwickeleinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Tilgermasse (16, 17) in der Tragwalze (2, 3) angeordnet ist.Roll winding device according to claim 7, characterized in that the absorber mass ( 16 . 17 ) in the carrier roll ( 2 . 3 ) is arranged. Rollenwickeleinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Tilgermasse (16, 17) von innen auf einen Walzenmantel (22, 23) wirkt.Roller winding device according to claim 8, characterized in that the absorber mass ( 16 . 17 ) from the inside to a roll shell ( 22 . 23 ) acts. Rollenwickeleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tilgermasse (16, 17) mindestens 5 % der Masse der Tragwalze (2, 3) entspricht.Roller winding device according to one of the preceding claims, characterized in that the absorber mass ( 16 . 17 ) at least 5% of the mass of the carrier roll ( 2 . 3 ) corresponds. Rollenwickeleinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Tilgermasse (16, 17) höchstens 10 % der Masse der Tragwalze (2, 3) entspricht.Roller winding device according to claim 10, characterized in that the absorber mass ( 16 . 17 ) at most 10% of the mass of the carrier roll ( 2 . 3 ) corresponds. Rollenwickeleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungstilger (14, 15) in mehrere Einzelmodule (14a–14n) aufgeteilt ist, die über die axiale Länge der Tragwalze (2, 3) verteilt sind.Roller winding device according to one of the preceding claims, characterized in that the vibration damper ( 14 . 15 ) into several individual modules ( 14a - 14n ) is divided over the axial length of the support roller ( 2 . 3 ) are distributed. Rollenwickeleinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelmodule (14a–14n) unterschiedliche Eigenfrequenzen aufweisen.Roll winding device according to claim 12, characterized in that the individual modules ( 14a - 14n ) have different natural frequencies. Rollenwickeleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungstilger (14, 15) im Hinblick auf seine Eigenfrequenz einstellbar ist.Roller winding device according to one of the preceding claims, characterized in that the vibration damper ( 14 . 15 ) is adjustable with respect to its natural frequency. Rollenwickeleinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungstilger (14, 15) eine Tilgungsmassenlagerung aufweist, die eine Feder mit einer nicht linearen Kennlinie aufweist, wobei die Vorspannung der Feder veränderbar ist.Roller winding device according to claim 14, characterized in that the vibration damper ( 14 . 15 ) has a Tillgungsmassenlagerung having a spring with a non-linear characteristic, wherein the bias of the spring is variable. Rollenwickeleinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein hilfskraftbetätigtes Einstellelement zum Verändern der Vorspannung vorgesehen ist.Roll winding device according to claim 15, characterized characterized in that at least a power-assisted Adjustment element for changing the bias is provided. Rollenwickeleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungstilger (14) mindestens ein Piezoelement (35a–35c) aufweist, das mit einem elektrischen Schwingkreis verbunden ist.Roller winding device according to one of the preceding claims, characterized in that the vibration damper ( 14 ) at least one piezoelectric element ( 35a - 35c ), which is connected to an electrical resonant circuit. Rollenwickeleinrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Piezoelement (35a–35c) als Folienmodul ausgebildet ist.Roller winding device according to claim 17, characterized in that the piezo element ( 35a - 35c ) is designed as a film module. Rollenwickeleinrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Piezoelemente (35a–35c) mit ihrer Wirkrichtung parallel zur Richtung der größten Dehnung der Tragwalze (2, 3) von innen am Walzenmantel (22, 23) befestigt sind.Roller winding device according to claim 17 or 18, characterized in that the piezo elements ( 35a - 35c ) with its direction of action parallel to the direction of greatest elongation of the support roller ( 2 . 3 ) from the inside on the roll shell ( 22 . 23 ) are attached. Rollenwickeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungstilger (14, 15) als aktives System ausgebildet ist, das mehrere elektromechanische Aktuatoren, insbesondere Piezoelemente (35a–35c), aufweist, die mit einem elektrischen Regelkreis verbunden sind, der elektrische Energie von außen zuführt.Roller winding device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the vibration damper ( 14 . 15 ) is formed as an active system, the plurality of electromechanical actuators, in particular piezoelectric elements ( 35a - 35c ), which are connected to an electrical control circuit that supplies electrical energy from the outside. Rollenwickeleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungstilger (14) mindestens einen Walzeneinschub aufweist, der sich über Federn (24) von innen am Walzenmantel (22) abstützt, wobei ein Spalt (28) zwischen Walzeneinschub und Walzenmantel (22) mit einer zähflüssigen Flüssigkeit gefüllt ist.Roller winding device according to one of the preceding claims, characterized in that the vibration damper ( 14 ) has at least one roller insertion, which extends over springs ( 24 ) from the inside on the roll shell ( 22 ), whereby a gap ( 28 ) between roller insert and roll shell ( 22 ) is filled with a viscous liquid. Rollenwickeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungstilger (14) mindestens einen Walzeneinschub aufweist, der sich über Gummifeder-Pakete (34) am Walzenmantel (22) abstützt.Roller winding device according to one of claims 1 to 20, characterized in that the vibration damper ( 14 ) has at least one roller insertion, which is about rubber spring packages ( 34 ) on the roll shell ( 22 ) is supported. Rollenwickeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungstilger mindestens einen Walzeneinschub aufweist, der sich über ein Federpaket (26) am Walzenmantel (22) abstützt, wobei eine hydraulische Kolben-Zylinder-Anordnung (27) in Reihe mit oder parallel zu dem Federpaket (26) angeordnet ist.Roller winding device according to one of claims 1 to 20, characterized in that the vibration damper has at least one roller insertion, which is connected via a spring assembly ( 26 ) on the roll shell ( 22 ), wherein a hydraulic piston-cylinder arrangement ( 27 ) in series with or parallel to the spring package ( 26 ) is arranged. Rollenwickeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20 dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein walzenförmiger Einschubkörper im Walzenmantel (22) angeordnet ist, der in eine Zwischenschicht (33) aus viskoelastischem Material eingeschrumpft ist.Roll winding device according to one of claims 1 to 20, characterized in that at least one roller-shaped insert body in the roll shell ( 22 ) arranged in an intermediate layer ( 33 ) has shrunk from viscoelastic material.