DE3815445A1 - Verfahren zur verminderung von schwingungen an aufeinanderfolgenden walzenpaaren und solche walzenpaare aufweisende vorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechenden Art sowie eine Behandlungsvorrichtung mit mindestens zwei aufeinanderfol­ genden Walzenpaaren.

Vorrichtungen mit Walzenpaaren sind zum Beispiel aus der DE-PS 32 01 635 bekannt, wobei es sich um ein Doppel­ glättwerk mit zwei aufeinanderfolgenden Walzenpaaren han­ delt. Eine Anordnung mit mehr als zwei aufeinanderfolgenden Walzenpaaren ist in der DE-OS 31 19 691 dargestellt.

Es wurde festgestellt, daß derartige Anordnungen unter bestimmten Bedingungen zu Schwingungen neigen, die sich in lauten Geräuschen und einer schwingungsbedingten Beanspru­ chung der Systemkomponenten, aber auch in den Schwingungen entsprechenden Mustern auf den zwischen den Walzenpaaren hindurchgeführten Bahnen äußern. Dabei ergaben die Beobach­ tungen, daß das zweite Walzenpaar im allgemeinen stärker schwingt als das erste.

Zurückzuführen ist diese Erscheinung darauf, daß das erste Walzenpaar durch eine zufällige Anregung zu Schwin­ gungen entsprechend seiner Eigenfrequenz angeregt wird, die noch sehr schwach sein mögen, die sich aber in im Takt der Schwingungen aufeinanderfolgenden Unregelmäßigkeiten der Bahn äußern, die eine systematische Anregung für das zweite Walzenpaar bilden, wenn dieses, wie es allgemein üblich ist, im wesentlichen gleich ausgebildet ist wie das erste Walzenpaar und somit auch die gleiche Eigenfrequenz aufweist.

Für Glättwerke mit lauter übereinander angeordneten und aufeinander anliegenden Walzen ist das Schwingungs­ problem in der DE-AS 24 20 563 behandelt und dadurch ge­ löst, daß die Walzen unterschiedliche Durchmesser auf­ weisen, die nach einer bestimmten Regel gebildet werden. Maßgebend hierfür ist aber das Aufeinanderliegen aller beteiligten Walzen. Bei der Erfindung hingegen geht es um die Schwingungen an aufeinanderfolgenden, voneinander getrennten Walzenpaaren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Auf­ treten von Schwingungen an aufeinanderfolgenden Walzen­ paaren der in Rede stehenden Art zu vermindern.

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 wieder­ gegebene Erfindung gelöst.

Wenn dafür gesorgt wird, daß die Eigenfrequenzen der aufeinanderfolgenden Walzenpaare verschieden sind, geht von etwaigen zufälligen Schwingungen des ersten Wal­ zenpaares, die sich in der Bahn ausprägen, für das zweite Walzenpaar keine Anregungswirkung mehr aus und unterbleibt das durch die Resonanzwirkung sonst mögliche Aufschaukeln der durch an sich unbedeutende Schwingungen des ersten Walzenpaars induzierten Schwingungen im zweiten Walzenpaar.

Der Ausdruck "unmittelbar aufeinanderfolgend" soll besagen, daß in einer mit Walzen arbeitenden Behandlungs­ vorrichtung für Bahnen kein weiteres Walzenpaar zwischen den beiden in Rede stehenden Walzenpaaren vorhanden sein soll. Umlenkwalzen und dergleichen können aber durchaus zwischen den beiden gemeinten Walzenpaaren vorhanden sein.

Die Erfindung kann gemäß Anspruch 2 dadurch verwirk­ licht werden, daß dem einen Walzenpaar ein weiteres Walzen­ paar mit anderer, jedoch fester Eigenfrequenz zugeordnet wird.

Es werden hierbei also Walzen ausgewählt, die von Anfang an ausreichend unterschiedliche Eigenfrequenzen aufweisen, ohne daß diese Eigenfrequenzen später verän­ dert werden.

Eine alternative Ausführungsform ist Gegenstand des Anspruchs 3.

Hierbei wird die Eigenfrequenz eines Walzenpaars ge­ zielt veränderlich gemacht und die Veränderung nur be­ darfsweise eingeleitet, wenn durch eine zufällige Anre­ gung ein Schwingungszustand entstanden ist.

Die Beeinflussung einer Eigenfrequenz kann auf die verschiedenste Weise erfolgen. Ein Walzenpaar ist ein schwingungsfähiges System mit einer ganzen Reihe von Para­ metern, deren Veränderung auch auf die Eigenfrequenz des Gesamtsystems einen Einfluß hat. So spielt die Biegestei­ figkeit einer massiven Walze eine Rolle. Bei einer durch­ biegungsgesteuerten Walze mit feststehendem Querhaupt und um dieses umlaufender Hohlwalze kommt es auf die Biege­ steifigkeit dieser beiden Komponenten an. Eine Rolle spielt auch die Massenträgheit der Walzen und die Elastizität eines Walzenbelages sowie der durchlaufenden Bahn, ins­ besondere wenn es sich um eine Papierbahn mit mitlaufen­ dem Filz handelt. Alle diese Komponenten tragen in kom­ plexer Weise zu dem Schwingungsverhalten des Gesamtsystems "Walzenpaar im Betrieb" bei.

Die Verschiebung der Eigenfrequenz kann zum Bei­ spiel dadurch geschehen, daß an mindestens einer Walze zusätzliche Massendämpfungsglieder angebracht sind, die in ihrer Dämpfungswirkung auch noch verstellbar sein kön­ nen. Dieser Gedanke ist bei einer einzelnen Walze für sich genommen durch die DE-OS 36 39 009 bekannt.

Eine Dämpfungseinrichtung für eine spezielle Durch­ biegungsausgleichswalze ist in der DE-PS 15 61 706 be­ schrieben. Am Querhaupt sind in der Wirkebene gegen den Walzspalt hin und von diesem hinweg wirkende, hydraulisch abgestützte Gleitschuhe vorgesehen. Die hydraulischen Druckkammern der beiden Seiten können durch in ihrer Wir­ kung veränderliche Drosselkanäle miteinander verbunden werden, um beim Überströmen der Druckflüssigkeit eine Dämpfungswirkung herbeizuführen.

Auch können natürlich die Massen der Walzen von der Konstruktion her unterschiedlich gewählt werden.

In die gleiche Richtung geht auch eine unterschied­ liche Biegesteifigkeit der Walzen, die nicht unmittelbar mit der Masse in Zusammenhang steht. Bei durchbiegungs­ steuerbaren Walzen mit einer um ein feststehendes Querhaupt umlaufenden Hohlwalze können die Querhäupter unterschied­ lich ausgebildet sein, zum Beispiel bei dem ersten Walzen­ paar massiv, bei dem zweiten Walzenpaar als Rohr.

Eine wichtige Rolle spielt auch ein etwaiger Belag je einer Walze eines Walzenpaars. Bei der Bearbeitung von Papier wirkt meistens in einem Walzenpaar eine Walze mit einem Kunststoffbelag mit einer Walze mit einer Stahlober­ fläche zusammen. Die Eigenschaften dieses Belages, seine Dicke, seine Härte (veränderlich infolge im Betrieb auf­ tretender unterschiedlicher Temperaturen) beeinflussen das Schwingungssystem erheblich. Es hat schon einen Einfluß, wenn der Walzenbelag einmal auf einer Walze mit einem größeren Durchmesser, das andere Mal auf einer Walze mit einem kleineren Durchmesser angeordnet ist.

Selbst das Material der Hohlwalze und auch der Achse bei einer durchbiegungssteuerbaren Walze (Hartguß, Stahl, Grauguß) hat unterschiedliche Eigenfrequenzen des Gesamt­ systems zur Folge.

Jegliche Art der gezielten Veränderung der Eigen­ frequenzen aufeinanderfolgender Walzenpaare durch Beein­ flussung eines der genannten Parameter fällt unter die Erfindung.

In ihrem vorrichtungsmäßigen Aspekt ist die Erfindung in den Ansprüchen 4 und 5 wiedergegeben, wobei Anspruch 6 eine besondere Ausführungsform zum Gegenstand hat, die nur bei einem bestimmten Typ einer durchbiegungssteuerbaren Walze in Betracht kommt. Die Stützstempel liegen am Innen­ umfang der Hohlwalze auf einem Flüssigkeitsfilm an, der die Ankopplung der Hohlwalze an das Querhaupt bestimmt, weil die Stützkräfte durch ihn hindurch übertragen werden. Es wurde herausgefunden, daß die Dämpfung, die eine zu Schwin­ gungen angeregte Walze dieser Art erfährt, von der Dicke dieses Flüssigkeitsfilms abhängt. Wenn also die Steuerung der durchgesetzten Flüssigkeitsmenge so vorgenommen wird, daß der Flüssigkeitsfilm am Rand der Stützstempel einmal dicker und einmal dünner wird, hat dies auch Folgen für das Schwingungsverhalten und kann auf einfache, im Betrieb der Walze durchführbare Weise das Schwingungsverhalten beein­ flußt werden, ohne daß Änderungen an der Walzenkonstruktion notwendig sind. Allerdings muß dafür Sorge getragen werden, daß die durch den geänderten Flüssigkeitsdurchsatz beein­ trächtigten sonstigen Größen wie Liniendruck und Temperatur­ verteilung unabhängig von der durchgesetzten Flüssigkeits­ menge einstellbar sind.

Die bisher behandelten Maßnahmen waren auf die Lösung der Aufgabe der Schwingungsverminderung durch Herbeifüh­ rung eines Unterschiedes in der Eigenfrequenz aufeinander­ folgenden Walzenpaare gerichtet.

Eine Ergänzung zu diesem Gedanken besteht erfindungs­ gemäß darin, die außer der Bahn noch existierenden Übertra­ gungswege für Schwingungen von dem ersten Walzenpaar auf das zweite Walzenpaar zu unterbrechen. Dies kann nach Anspruch 7 dadurch geschehen, daß das erste und das zweite Walzenpaar in schwingungsmäßig getrennten Ständern ange­ ordnet sind.

Durch diese Maßnahme kann zwar nicht verhindert wer­ den, daß die Bahn von dem ersten Walzenpaar empfangene Anregungen auf das zweite Walzenpaar überträgt, doch er­ folgt die Übertragung am ersten Walzenpaar auftretender Schwingungen nicht nur durch die Bahn, sondern auch durch das Maschinengestell hindurch, wenn keine entsprechenden Maßnahmen getroffen sind. Dieser Anteil der Schwingungsan­ regung wird durch die Ständertrennung eliminiert.

Claims (7)

1. Verfahren zur Verminderung von Schwingungen an in Laufrichtung einer Bahn unmittelbar aufeinanderfolgenden Walzenpaaren, durch deren Walzspalte die Bahn hindurchge­ führt ist, insbesondere an Doppelglättwerken für die Be­ handlung von Papierbahnen, dadurch gekennzeichnet, daß die Eigenfrequenz des einen Walzenpaars gegenüber der des anderen Walzenpaars verändert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einem Walzenpaar ein weiteres Walzenpaar mit anderer, jedoch fester Eigenfrequenz zugeordnet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Auftreten von Schwingungen die Eigenfrequenz min­ destens eines der Walzenpaare verändert wird.

4. Vorrichtung zur Behandlung von Bahnen mit Hilfe zweier in Laufrichtung aufeinanderfolgender Walzenpaare, durch deren Walzspalte die Bahn hindurchgeführt ist, ins­ besondere Doppelglättwerk für die Behandlung von Papier­ bahnen, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzenpaare vonein­ ander abweichende Eigenfrequenzen aufweisen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Eigenfrequenzen im Betrieb veränderbar sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei welcher minde­ stens eine der Walzen des Walzenpaars, dessen Eigenfrequenz zu verändern ist, als durchbiegungssteuerbare Walze mit einem feststehenden Querhaupt und einer um dieses umlau­ fenden Hohlwalze ausgebildet ist, welche über längs des Querhauptes verteilte, an diesem angebrachte, jeweils min­ destens eine mit einer offenen, mit Druckflüssigkeit be­ schickten hydrostatischen Druckkammer gegen den Innenum­ fang der Hohlwalze anliegenden Stützstempel abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge der am Rand der hydrostatischen Druckkammer überströmenden Druckflüs­ sigkeit verändert wird.

7. Vorrichtung zur Behandlung von Bahnen mit Hilfe zweier aufeinanderfolgender Walzenpaare, zwischen deren Walzen die Bahn hindurchgeführt ist, insbesondere Doppel­ glättwerk zur Behandlung von Papierbahnen, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ständer der beiden Walzenpaare schwin­ gungsmäßig getrennt sind.