EP2341024A2 - Roll winding device and method for winding a sheet of material - Google Patents

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EP2341024A2
EP2341024A2 EP10187968A EP10187968A EP2341024A2 EP 2341024 A2 EP2341024 A2 EP 2341024A2 EP 10187968 A EP10187968 A EP 10187968A EP 10187968 A EP10187968 A EP 10187968A EP 2341024 A2 EP2341024 A2 EP 2341024A2
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EP
European Patent Office
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winding
roller
damping
roll
winding device
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP10187968A
Other languages
German (de)
French (fr)
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Inventor
Rolf Van Haag
Alexander Klupp
Thomas Schuster
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
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Filing date
Publication date
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Publication of EP2341024A2 publication Critical patent/EP2341024A2/en
Publication of EP2341024A3 publication Critical patent/EP2341024A3/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B65H2601/524Vibration
    • B65H2601/5244Vibration by using electro-rheological fluid [ERF]

Definitions

  • the invention relates to a reel winding device for winding a material web, in particular a paper or board web, on at least one winding core, preferably a winding tube, to at least one winding roll to which at least one roller mounted in a roller bearing during winding, and at least one movable roller bearing over a damping means, is connected to a support comprising a cylinder and a piston arranged therein movable.
  • the invention further relates to an advantageous method for winding a material web, in particular a paper or board web, on at least one winding core, preferably a winding tube, to a winding roll, by means of a roll winding device.
  • Paper webs are produced in relatively large widths of up to more than 11 m in a paper machine.
  • the production is almost endless.
  • the machine direction of the paper machine defines the longitudinal direction for all machines and devices located in the paper factory and the transverse direction perpendicular thereto in the horizontal plane.
  • the longitudinal direction will be referred to as X-direction
  • the transverse direction as Y-direction
  • the paper web produced is wound in full width onto a winding core. This winding core is replaced cyclically, usually during production.
  • the resulting web-width winding roll is commonly referred to as mother roll or full tambour.
  • the paper web wound on a mother roll has to be cut into several parallel partial webs whose widths are suitable for the respective later user. These widths can vary greatly from case to case, so that the division of the paper web is usually made according to an individually definable pattern.
  • the partial webs are then wound into winding rolls, which are called Operabahn- or finished rolling and are issued together as a so-called roll throw.
  • the pattern can be changed from roll throw to roll throw.
  • the slitting and winding is advantageously carried out in a single machine, the so-called slitter, which is generally referred to as a reel winder for the purposes of the present application, since, for example, even in the pure rewinding of a mother roll without format changes at least a portion of the possible winding problems can occur.
  • a roll cutting device essentially consists of a unwinding device, a cutting section and a roll-up device, wherein the cutting section has a number of mostly disk-shaped cutters adapted to the possible pitches.
  • Characteristic of the carrier roller type is a retractor, in which the entire roll throw in a winding bed, which usually consists of two support rollers, is wound on winding tubes.
  • the winding tubes of the roller throw can be held by means of tensioning or guiding heads or, in rarer cases, through winding shafts inserted into the winding tubes.
  • the roles come together, as a complete litter, wound. As a rule, this is done by means of a circumferential winding, for which purpose at least one of the two support rollers can be driven. If a winding shaft is used, a center winding or a combination of both can also take place.
  • each individual roll to be wound is wound in a separate winding station.
  • the rollers are supported during the winding process on a support roller.
  • the Railbahn- or finished rolls are wound in their winding stations on winding tubes, which are each held by an imported pair clamping or guide heads.
  • the rollers are driven either via these clamping or guide heads with center winding or on the at least one support roller with circumferential winding or combined.
  • winding rolls wound around a band and / or around the forming winding rolls from a support into a support position are also understood to mean supporting or supporting rolls.
  • Both machine types generally use additional pinch rollers which provide a desired level of winding hardness, especially at the initial stages of each winding.
  • the winding to be produced hardly assumes an ideal round shape. Small winding errors, for example, due to slight profile fluctuations of the paper web to be wound, add up with each full wrapping. In the further course, the winding rollers form hardenings in these areas. Due to the periodic recurrence of the respective winding defects of the rotating coil, vibrations of corresponding frequency are formed depending on its circumference and peripheral speed.
  • the excitation frequency is always greater (with increasing peripheral speed, the same position of the winding more and more often passes through the same winding gap) and the exciter amplitude is increasingly violent (at the same time grows with increasing winding roll diameter and its unevenness and the effective weight).
  • the probability increases greatly that form during this complex process vibrations that are suitable (via integer harmonics) to form resonances with the support rollers of the reel winder, which can lead to a fierce, sometimes rapid "rocking" of the entire machine.
  • windings can be ejected from the winding bed.
  • the forming roll takes the state of a anisotropic rotor.
  • the reason for this are transverse profile fluctuations of the paper web, which add up with each wrapping. It can then come with each revolution also contact losses or at least different line loads. Paper-technological correlations, such as compressibility or coefficient of friction of the web, then lead to inhomogeneous roles.
  • the winding structure is often not satisfactory as a result. Especially with winding-critical paper types, ie paper types whose Frictional coefficient is above 0.55 and in particular above 0.7, the winding structure is often still unsatisfactory under high production speeds in the result. From this, the productivity, that is primarily the winding speed, can barely be increased beyond a safely implementable level of 2800 m / min.
  • the invention is therefore based on the object to further develop a device for winding a web on a winding roll such that the winding structure improves and in particular the conditions in the winding area are stabilized.
  • the object of the invention is to improve the winding structure over long process sections and to stabilize the winding process.
  • the object of the invention is achieved according to the device in that a friction-free seal is provided between cylinder and piston.
  • a friction-free seal is understood to mean a seal which is friction-free in the technical sense, or at least largely friction-free. This means that negligible small coefficients of friction should be included in the term "frictionless”.
  • a frictional seal acts namely, to overcome their static coefficient of friction, such as a locking of the damping means.
  • the Haftreibbeiwert commercially available seals may well be 0.6 to 0.85, so here first considerable energy is rigidly passed through to the support, or reflected in adverse winding structure, in particular in non-circularity and regional hardenings until the damping agent begins to take effect ,
  • a damping means deprives a system of strain energy work. In this way, the amplitudes of the vibrations and thus the risk of dangerous resonances are reduced.
  • the energy is usually converted by friction into thermal energy, which is why it is particularly surprising according to the invention to exclude such an effect at a very specific location in order to achieve the best possible damping effect.
  • a damping means which has a cylinder and a piston movable therein, comprises at least one pressure chamber, in which a damping medium is that under piston load a pressure can be suspended and its friction work, and thus its degree of damping, generally adjustable or adjustable via a valve position is.
  • a winding roll which can be calmed from the beginning by means of a device according to the invention forms substantially more homogeneously and causes far less self-excited vibrations in the further winding process.
  • the whole process is much quieter and more stable and produces higher quality bobbins. Also are higher Production speeds and sharper acceleration or deceleration processes possible.
  • the cylinder is designed as a double-acting damping cylinder. In this way, the positive and negative amplitudes of nascent or adjacent vibrations can be reduced particularly effectively.
  • the friction-free seal is designed as a non-contact seal.
  • a seal is referred to as non-contact, when the two sealing gap forming parts with and without movement and without auxiliary energy are permanently separated from each other by a finite gap.
  • seals offer the advantage of being wear-free and of having no changes in their sealing effects. Also, heat transfer of the sealing gap forming parts are low and no restriction on permissible relative speeds to observe.
  • non-contact seal is designed as a gap seal, labyrinth seal or sealing air seal.
  • Gap seals offer the advantage of relatively simple production, although here, of course, to ensure compliance with predetermined tolerances and an accurate machining of the surfaces. Also here are breaks of a, from the sealing medium used, in particular from the damping medium used, in particular from the used damping oil formed, sealing film at correctly selected ratio of gap height and gap length hardly expected. Labyrinth seals offer an increased sealing effect, since the effective gap length is artificially increased and the sealing medium undergoes several deflections.
  • Sealing air seals provide the safest shield against leakage and penetration at the sealing point, but the sealing air must be introduced via a supply unit in the sealing gap.
  • the non-contact seal has a gap height which is between 0.008 mm and 0.1 mm, preferably between 0.025 and 0.065, very preferably between 0.03 and 0.045.
  • the gap length is between 5 mm and 350 mm, preferably between 12 and 100, very preferably between 18 and 60.
  • the length of all center lines is added.
  • the at least one roller is a support roller, a support roller or a support roller.
  • winding rolls wound around a band and / or around the forming winding rolls from a support into a support position are also understood to mean supporting or supporting rolls.
  • Roll-wrap devices equipped with carrier rolls are generally the most vibration-prone and provide the primary target field of the present invention.
  • backup roller winders are generally not as susceptible to vibration, they are used to handle particularly delicate and critical types of paper, and for that reason can also provide an important field of use for the present invention.
  • Support rollers are used in addition to their basic function of increasing the winding hardness at the beginning of the winding process, today often to stabilize the winding rollers already in the progressive stage of education and are then increasingly equipped with a damping device. Taking into account the effect mentioned at the outset that a damping means which has a frictional seal acts like a rigid bearing until the static friction is overcome, the platen roller acts in this phase as a disturbance variable additionally acting on the winding rollers. This is inventively avoidable for the first time.
  • damping means forms part of a passive damping device.
  • a passive damping device generally offers the possibility to reduce applied vibration energy, that is the Amplitude deflection of the present state of vibration to reduce.
  • such a damping device can be very effective, since even the lowest vibration energies are at least partially consumable by means of a device according to the invention. Then offers a passive damping device has a high impact at a very clear cost.
  • damping means forms the only part of a passive damping device.
  • damping means forms part of an active damping device.
  • the (counter) pressure exerted on the piston via the damping medium can be changeable and counteract, for example, an impending load. Since the piston has a mass, it is about rapid pressure changes to vibrate, which can be brought into superposition with the vibrations to be combated, whereby they are reducible. Then one speaks technically correct of a repayment, which should be included in the meaning of the present document by the term "damping".
  • Rubber elements have in principle a good damping behavior compared to machine-generated vibrations. Often, however, their applicability is structurally meaningful little feasible because of spatial limitations. Your work area is at least indirectly related to the so-called loss factor D L , which is dependent on material and load and can assume meaningful values between 0.20 and 0.35 for various types of rubber to a resonance range. Thus, from this loss factor D L and the necessary damping surface is at least indirectly dependent.
  • the rubber deformation element which absorbs deformation, finally emits the extracted energy into heat. However, a heated rubber element then has other damping properties. Finally, under continuous load, such a rubber element tires relatively quickly.
  • the rubber element is only loaded with a vibration region tailored to it, by means of another functional group of the damping device, it can perform excellent damping work for a long time.
  • the rubber element also performs relieving work with respect to moving machine elements, in particular the piston unit of the damping means.
  • roller bearings are arranged with a finite radius, in particular between 350 mm and 2050 mm, very particularly between 600 mm and 900 mm, movable about a pivot point.
  • roller bearings are arranged to be linearly movable.
  • roller bearings are so arranged linearly movable, which is a, with the piston operatively connected, piston rod largely free of transverse forces by a, defined by the intended seal, the sealing area is movable.
  • an alignment device is provided, by means of which a direction of movement of the at least one roller bearing can be aligned.
  • piston rod and the cylinder may also be advantageous if the piston rod and the cylinder have a surface with a particularly low coefficient of friction at least in the sealing region and, in particular, are mechanically and / or chemically tempered for this purpose.
  • roller bearing is connected by means of a frictionless movable spring assembly movable with the support.
  • the damping device can be used without an initial fault.
  • the wide damping range provided by the damping means in particular the damping capability of even the smallest excitations, can be transmitted to the entire damping device. Also, sources of error in the structural design of the damping device can be avoided.
  • an alignment device is provided, by means of which a direction of movement of the at least one roller bearing can be aligned.
  • piston rod and the cylinder may also be advantageous if the piston rod and the cylinder have a surface with a particularly low coefficient of friction at least in the sealing region and, in particular, are mechanically and / or chemically tempered for this purpose.
  • the damping means has a power range which can be defined by a damping capacity of even the smallest movements of the roller bearing of less than 5 mm per second, preferably less than 1 mm per second, more preferably less than 0.5 mm per second ,
  • the present document also speaks of macro-vibration ranges and micro-vibration ranges, wherein the Macro vibration ranges are to describe the commonly perceived, resulting oscillations, while under the micro-vibrations superimposed vibrations, usually higher frequency, sometimes over 8 Hz or 10 Hz, and lower amplitude, are understood.
  • control unit By recording individual, in particular several, of the mentioned parameters, a reliable data supply of the control unit is ensured and modern control mechanisms can be used.
  • control / regulation unit is the instantaneous requirements present in the process quickly adaptable and miscalculations due to changing process parameters can be avoided.
  • a collecting device for the possibly exiting damping oil is provided, which is preferably in operative connection with a return device, which has a filter device in a very preferred manner.
  • the clean environment of the damping means is first ensured and meets the first environmental requirements.
  • a recycling facility can lead to significant economic and environmental biological discharge.
  • the functionality of the damping means is obtainable and wear preventable.
  • the cylinder has a change unit for acting on the viscosity of an electro-rheological damping oil or is at least in operative connection with such a change unit.
  • the damping behavior of the damping means in an additional degree of freedom can be changed and the requirements currently applied in the process adaptable.
  • resonant oscillation areas are quickly bypassed or passable.
  • the entire working range of the damping device is expandable.
  • the inventive object of the invention is achieved in that in the winding process between winding rollers and adjacent rollers forming and the roller to a roller bearing transmitting vibrations are damped over their entire vibration range.
  • roller bearing is attenuated transition-free over the entire, transmitted from the winding roller to the roller bearing, vibration frequency range.
  • the degree of damping is changed continuously or discretely via a pressure change of a pressure medium during the winding process.
  • the degree ie the intensity of the acting damping measures, on the other hand, can be changed without any interfering influence on the winding process.
  • a change in the degree of damping can significantly widen the range of action of the damping device / means used, and the effects therein are more critical on individual oscillating elements, in particular winding rolls and rollers Vibration ranges by rapid bypassing or driving through, reduce.
  • the damping process is at least partially controlled high-frequency and / or regulated.
  • the user can also effectively counteract oscillations that are composed of overlapping vibrations.
  • he can influence the micro and macro vibrations already described in this document.
  • the small initial excitations occur at the beginning of the winding process frequently high frequency and often with only minimal movement speeds of less than 1 mm per second, often even less than 0.5 mm per second.
  • the in the FIGS. 1 and 2 illustrated preferred embodiment of a roll winding device 1 according to the invention is realized in connection with a carrier roll winding device having a roller assembly in the region of its winding.
  • the roller assembly has two rollers 6 formed as support rollers, of which at least one is drivable.
  • both are Rollers 6 drivable and are connected via a common control unit 19 in connection.
  • the axes of the rollers 6 are mounted in roller bearings 4,5, which can also be located at different height levels in the z-direction.
  • the rollers 6 may have different diameters.
  • at least one of the two rollers 6 can also have a coating or casing which becomes effective on the material web M, while, for example, the other roller 6 is designed as a steel roller.
  • the at least one on a winding core here a winding tube 2 to be wound winding roller 3 and a not always necessary support roller 6 form essential elements of a winding arrangement of a reel winding apparatus.
  • a winding tube 2 to be wound winding roller 3 and a not always necessary support roller 6 form essential elements of a winding arrangement of a reel winding apparatus.
  • roller assembly shown in detail on the representation of the platen roller 6 has been dispensed with, although it can be acted upon it as it were on the forming roll 3.
  • the two movable roller bearings 4.5 of the rollers 6 are connected via damping means 7 with the support 8.
  • the attenuation means 7 shown on the left is part of an active damping device 13, which is also controlled via a control / regulating unit 19 so that it can counteract vibrations occurring with targeted oscillatory movements.
  • the active damping device 13 is additionally equipped with a changing unit 17, which can act on the viscosity of the cylinder 9 of the active damping unit 13, effective as a pressure medium 18 electrorheological oil.
  • the damping behavior then changes with the viscosity.
  • the degree of damping can also be accomplished via discrete or continuously adjustable valve openings in the cylinder area or its supply and discharge lines.
  • the damper means 7 associated with the roller bearing shown in the right-hand area of the image operates with conventional hydraulic oil as the damping medium 18 and is part of a passive damping device 12, which also comprises a rubber element 14.
  • the roller bearings are connected via spring arrangements 15 with the support, which also forms the abutment for the damping means 7 and damping devices 12, 13 here.
  • the spring arrangements 15 are arranged symmetrically about the roller bearings 4, 5 and allow a, in the technical sense, friction-free, linear movement of the roller bearings 4, 5.
  • the spring arrangements consist of individual leaf springs, which can deform without contact.
  • the strength of each Leaf springs can be the same or different, their characteristics take a degressive or progressive character.
  • the individual leaf springs are interchangeable and the total spring strength thus selectable in discrete steps. Also, via the spring arrangement can finally influence the degree of damping.
  • three sensors 16 are provided, which in the present case detect the frequency and the amplitude of the roller bearings 4, 5 as well as various parameters of the two different pressure media.

Landscapes

  • Winding Of Webs (AREA)
  • Replacement Of Web Rolls (AREA)

Abstract

The roll winder (1) has a roller (6) placed in a roller bearing and lying against a winding roll (3). The winding and movable roller bearing is connected with a support by a damping unit. The roller bearing comprises a cylinder and a piston movably arranged in the cylinder. A frictionless sealing is provided between the cylinder and the piston. The frictionless sealing is formed as contact-less sealing, particularly as gap sealing, labyrinth sealing or air sealing. An independent claim is also included for a method for winding a material web, particularly a paper- or cardboard web on a winding core, particularly a winding sleeve to a winding roll.

Description

Die Erfindung betrifft eine Rollenwickelvorrichtung zum Aufwickeln einer Materialbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, auf mindestens einen Wickelkern, vorzugsweise eine Wickelhülse, zu mindestens einer Wickelrolle, an der beim Wickeln mindestens eine in einem Walzenlager gelagerte Walze anliegt, und mindestens ein bewegbares Walzenlager über ein Dämpfungsmittel, mit einer Abstützung verbunden ist, das einen Zylinder und einen darin bewegbar angeordneten Kolben umfasst.The invention relates to a reel winding device for winding a material web, in particular a paper or board web, on at least one winding core, preferably a winding tube, to at least one winding roll to which at least one roller mounted in a roller bearing during winding, and at least one movable roller bearing over a damping means, is connected to a support comprising a cylinder and a piston arranged therein movable.

Die Erfindung betrifft ferner ein vorteilhaftes Verfahren zum Aufwickeln einer Materialbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, auf mindestens einen Wickelkern, vorzugsweise eine Wickelhülse, zu einer Wickelrolle, mittels einer Rollenwickelvorrichtung.The invention further relates to an advantageous method for winding a material web, in particular a paper or board web, on at least one winding core, preferably a winding tube, to a winding roll, by means of a roll winding device.

Die Erfindung wird im Folgenden im Zusammenhang mit der Behandlung einer Papierbahn erläutert. Sie ist jedoch auch bei anderen Bahnen entsprechend anwendbar, die ähnlich zu handhaben sind. Dabei handelt es sich beispielsweise, jedoch nicht erschöpfend, um Bahnen aus Karton, Kunststoff-oder Metallfolien.The invention will be explained below in connection with the treatment of a paper web. However, it is also applicable to other webs that are similar to handle. These are, for example, but not exhaustive, to webs of cardboard, plastic or metal foils.

Papierbahnen werden in relativ großen Breiten von bis zu über 11 m in einer Papiermaschine produziert. Die Produktion erfolgt quasi endlos. Dabei definiert die Warenlaufrichtung der Papiermaschine für alle in der Papierfabrik befindlichen Maschinen und Einrichtungen die Längs- und in horizontaler Ebene senkrecht dazu die Querrichtung. Zur Vereinfachung der vorliegenden Schrift wird im Weiteren an geeigneten Stellen die Längsrichtung als X-Richtung, die Querrichtung als Y-Richtung und die auf einer durch diese beiden Richtungen aufgespannten Ebene senkrecht stehende Höhenrichtung als Z-Richtung bezeichnet. Am Ende der Papiermaschine wird die erzeugte Papierbahn in voller Breite auf einen Wickelkern aufgewickelt. Dieser Wickelkern wird zyklisch, in aller Regel bei laufender Produktion, ersetzt. Die auf diese Weise entstehende, bahnbreite Wickelrolle wird üblicherweise als Mutterrolle oder Volltambour bezeichnet. Um für einen späteren Verwender, beispielsweise eine Druckerei, handhabbar zu sein, muss die auf einer Mutterrolle gewickelte Papierbahn in mehrere parallel verlaufende Teilbahnen geschnitten werden, deren Breiten für den jeweiligen späteren Verwender geeignet sind. Diese Breiten können fallweise stark variieren, so dass die Aufteilung der Papierbahn üblicherweise nach einem individuell definierbaren Schnittmuster vorgenommen wird. Die Teilbahnen werden dann zu Wickelrollen aufgewickelt, die man Teilbahn- oder Fertigrollen nennt und die gemeinsam als sogenannter Rollenwurf ausgegeben werden. Das Schnittmuster ist von Rollenwurf zu Rollenwurf änderbar. Das Längsschneiden und Aufwickeln erfolgt zweckmäßigerweise in einer einzigen Maschine, der sogenannten Rollenschneidmaschine, die für die Zwecke der vorliegenden Anmeldung allgemein als Rollenwickelvorrichtung bezeichnet wird, da beispielsweise auch bei dem reinen Umrollen einer Mutterrolle, ohne Formatänderungen mindestens ein Teil der möglichen Wickelprobleme auftreten kann.Paper webs are produced in relatively large widths of up to more than 11 m in a paper machine. The production is almost endless. In this case, the machine direction of the paper machine defines the longitudinal direction for all machines and devices located in the paper factory and the transverse direction perpendicular thereto in the horizontal plane. In order to simplify the present document, the longitudinal direction will be referred to as X-direction, the transverse direction as Y-direction and the one in these two directions spanned plane vertical height direction referred to as Z-direction. At the end of the paper machine, the paper web produced is wound in full width onto a winding core. This winding core is replaced cyclically, usually during production. The resulting web-width winding roll is commonly referred to as mother roll or full tambour. In order to be manageable for a later user, for example a printing company, the paper web wound on a mother roll has to be cut into several parallel partial webs whose widths are suitable for the respective later user. These widths can vary greatly from case to case, so that the division of the paper web is usually made according to an individually definable pattern. The partial webs are then wound into winding rolls, which are called Teilbahn- or finished rolling and are issued together as a so-called roll throw. The pattern can be changed from roll throw to roll throw. The slitting and winding is advantageously carried out in a single machine, the so-called slitter, which is generally referred to as a reel winder for the purposes of the present application, since, for example, even in the pure rewinding of a mother roll without format changes at least a portion of the possible winding problems can occur.

Eine Rollenschneidvorrichtung besteht im Wesentlichen aus einer Abrolleinrichtung, einer Schneidpartie und einer Aufrolleinrichtung, wobei die Schneidpartie eine entsprechend der möglichen Teilungen angepassten Anzahl von meist scheibenförmig ausgebildeten Schneiden aufweist.A roll cutting device essentially consists of a unwinding device, a cutting section and a roll-up device, wherein the cutting section has a number of mostly disk-shaped cutters adapted to the possible pitches.

Bei der Ausgestaltung einer Rollenschneidvorrichtung unterscheidet der Fachmann zwischen zwei grundsätzlichen Bautypen, nämlich dem Tragwalzenroller und dem Stützwalzenroller.In the embodiment of a roll-cutting device, the person skilled in the art distinguishes between two basic types of construction, namely the support roller and the back-up roller.

Kennzeichnend für den Tragwalzenroller-Typ ist eine Aufrolleinrichtung, bei der der gesamte Rollenwurf in einem Wickelbett, das in der Regel aus zwei Tragwalzen besteht, auf Wickelhülsen aufgewickelt wird. Die Wickelhülsen des Rollenwurfes können achslos durch Spann- beziehungsweise Führungsköpfe oder, in selteneren Fällen, durch in die Wickelhülsen eingeführte Wickelwellen gehalten werden. Die Rollen werden gemeinsam, als kompletter Wurf, aufgewickelt. In der Regel geschieht dies mittels einer Umfangswicklung, wozu mindestens eine der beiden Tragwalzen antreibbar ist. Wird eine Wickelwelle verwendet kann auch eine Zentrumswicklung oder eine Kombination von beidem stattfinden.Characteristic of the carrier roller type is a retractor, in which the entire roll throw in a winding bed, which usually consists of two support rollers, is wound on winding tubes. The winding tubes of the roller throw can be held by means of tensioning or guiding heads or, in rarer cases, through winding shafts inserted into the winding tubes. The roles come together, as a complete litter, wound. As a rule, this is done by means of a circumferential winding, for which purpose at least one of the two support rollers can be driven. If a winding shaft is used, a center winding or a combination of both can also take place.

In einer für den Stützwalzenroller-Typ kennzeichnenden Aufrolleinrichtung wird jede einzelne zu wickelnde Rolle in einer eigenen Wickelstation gewickelt. Die Rollen stützen sich während des Wickelvorgangs auf einer Stützwalze ab. Je nach Bauart werden ein bis zwei Stützwalzen und fallweise zusätzliche Stützrollen verwendet. Die Teilbahn- beziehungsweise Fertigrollen werden in ihren Wickelstationen auf Wickelhülsen gewickelt, die jeweils von einem eingeführten Paar Spann- beziehungsweise Führungsköpfen gehalten werden. Die Rollen werden entweder über diese Spann- beziehungsweise Führungsköpfe mit Zentrumswicklung oder über die mindestens eine Stützwalze mit Umfangswicklung oder kombiniert angetrieben.In a roll-up type characterizing the backup roller type, each individual roll to be wound is wound in a separate winding station. The rollers are supported during the winding process on a support roller. Depending on the design, one to two back-up rolls and occasionally additional support rolls are used. The Teilbahn- or finished rolls are wound in their winding stations on winding tubes, which are each held by an imported pair clamping or guide heads. The rollers are driven either via these clamping or guide heads with center winding or on the at least one support roller with circumferential winding or combined.

Im Sinne der vorliegenden Schrift werden auch mit einem Band umschlungene und/oder um die sich bildenden Wickelrollen aus einer Trag- in eine Stützposition bewegbare Wickelwalzen als Trag- oder Stützwalzen verstanden. Beide Maschinentypen verwenden im Allgemeinen zusätzliche Andruckwalzen, die insbesondere im Anfangsstadium jeder Wicklung für ein gewünschtes Maß an Wickelhärte sorgen.For the purposes of the present specification, winding rolls wound around a band and / or around the forming winding rolls from a support into a support position are also understood to mean supporting or supporting rolls. Both machine types generally use additional pinch rollers which provide a desired level of winding hardness, especially at the initial stages of each winding.

Die Typenfestlegung der zu verwendenden Rollenwickelvorrichtungen ist in der Regel von der herzustellenden Papiersorte und der gewünschten Wickelqualität abhängig. Unabhängig davon steht der Betreiber einer Papierfabrik einer anderen, grundsätzlichen Problematik gegenüber:

  • Zur Sicherung der Wettbewerbsfähigkeit und zur Erreichung einer hohen Produktivität ist man bestrebt, hohe Produktionsgeschwindigkeiten zu erreichen. Dabei haben sich alle in der Produktionskette einer Papierfabrik befindlichen Vorrichtungen beziehungsweise Maschinen an der durch die Papiermaschine vorgegebenen Produktionsgeschwindigkeit beziehungsweise deren Produktionsausstoß zu orientieren. Da eine Papiermaschine, von Störungsfällen einmal abgesehen, kontinuierlich arbeitet, ist es für eine diskontinuierlich arbeitende Rollenwickelvorrichtung schwierig, der vorgelegten Geschwindigkeit zu folgen, da Rüst-, Beschleunigungs- und Verzögerungszeiten entsprechend der Aufgabe der Formatreduzierung relativ häufig anfallen und deshalb nur durch deutlich höhere Produktionsgeschwindigkeiten auszugleichen sind.
The type specification of the reel winders to be used is usually dependent on the type of paper to be produced and the desired winding quality. Regardless of this, the operator of a paper mill faces another, fundamental problem:
  • To ensure competitiveness and achieve high productivity, efforts are being made to achieve high production speeds. In this case, all devices or machines located in the production chain of a paper factory have to be oriented to the production speed or their production output predetermined by the paper machine. As a paper machine, apart from failure cases, operates continuously, it is difficult for a batch roll winder to provide the speed presented to follow, because set-up, acceleration and deceleration times occur relatively frequently according to the task of format reduction and are therefore only offset by significantly higher production speeds.

Solche hohen Anforderungen an die Wickelgeschwindigkeiten bergen jedoch ein hohes Gefährdungspotential auf Grund auftretender Schwingungen.However, such high demands on the winding speeds involve a high risk potential due to vibrations occurring.

Der zu erzeugende Wickel nimmt kaum eine ideale runde Form an. Kleine Wickelfehler, beispielsweise auf Grund leichter Profilschwankungen der zu wickelnden Papierbahn, addieren sich bei jeder vollen Umwicklung. Im weiteren Verlauf bilden die Wickelrollen in diesen Bereichen Verhärtungen aus. Auf Grund der periodischen Wiederkehr der jeweiligen Wickelfehler des rotierenden Wickels, bilden sich in Abhängigkeit von dessen Umfang und Umfangsgeschwindigkeit Schwingungen entsprechender Frequenz aus.The winding to be produced hardly assumes an ideal round shape. Small winding errors, for example, due to slight profile fluctuations of the paper web to be wound, add up with each full wrapping. In the further course, the winding rollers form hardenings in these areas. Due to the periodic recurrence of the respective winding defects of the rotating coil, vibrations of corresponding frequency are formed depending on its circumference and peripheral speed.

Mit zunehmender Produktionsgeschwindigkeit wird die Erregerfrequenz immer größer (bei steigender Umfangsgeschwindigkeit durchläuft dieselbe Position des Wickels immer häufiger denselben Wickelspalt) und die Erregeramplitude wird immer heftiger (gleichzeitig wächst mit zunehmendem Wickelrollendurchmesser auch dessen Unebenheit und das wirksames Gewicht). Dabei nimmt die Wahrscheinlichkeit stark zu, dass sich während dieses komplexen Prozesses Schwingungen ausbilden, die (über ganzzahlige Harmonische) geeignet sind, mit den Tragwalzen der Rollenwickelvorrichtung Resonanzen auszubilden, die zu einem heftigen, teilweise raschen "Aufschaukeln" der gesamten Maschine führen können. Wie bekannt, können dabei im Extremfall Wickel aus dem Wickelbett ausgeworfen werden.With increasing production speed, the excitation frequency is always greater (with increasing peripheral speed, the same position of the winding more and more often passes through the same winding gap) and the exciter amplitude is increasingly violent (at the same time grows with increasing winding roll diameter and its unevenness and the effective weight). In this case, the probability increases greatly that form during this complex process vibrations that are suitable (via integer harmonics) to form resonances with the support rollers of the reel winder, which can lead to a fierce, sometimes rapid "rocking" of the entire machine. As is known, in extreme cases, windings can be ejected from the winding bed.

Bei heute angestrebten Produktionsgeschwindigkeiten von 3000 m/min besteht kaum noch die wirtschaftlich nutzbare Möglichkeit die Eigenfrequenzen der beteiligten Tragwalzen derart auszulegen, dass eine mögliche Eigenstimmulierung des Systems zuverlässig ausgeschlossen werden kann.With today aimed at production speeds of 3000 m / min is hardly the economically viable option to interpret the natural frequencies of the support rollers involved so that a possible Eigenstimmulierung the system can be reliably excluded.

Überlagernd dazu treten noch weitere Schwingungsproblematiken auf. Beispielsweise nimmt die sich bildende Wickelrolle den Zustand eines anisotropen Rotors an. Ursächlich dafür sind Querprofilschwankungen der Papierbahn, die sich bei jeder Umwicklung addieren. Es kann dann bei jeder Umdrehung auch zu Kontaktverlusten oder mindestens unterschiedlichen Linienlasten kommen. Über papiertechnologische Zusammenhänge, wie Kompressibilität oder Reibwert der Bahn, bilden sich dann inhomogene Rollen aus.Overlaying this occurs even more vibration problems. For example, the forming roll takes the state of a anisotropic rotor. The reason for this are transverse profile fluctuations of the paper web, which add up with each wrapping. It can then come with each revolution also contact losses or at least different line loads. Paper-technological correlations, such as compressibility or coefficient of friction of the web, then lead to inhomogeneous roles.

Bereits bei einer halbkritischen Geschwindigkeit, die etwa der halben Resonanzdrehzahl der Rolle entspricht, kommt es zu starken Verformungen der Rolle. Diese Verformungen werden auch als s2-Schlag oder 2f-Schlag bezeichnet. Sie stehen abermals in massiver Wechselwirkung mit den anderen am gesamten Wickelsystem beteiligten Komponenten und können mitverantwortlich für einen exzentrischen Rollenaufbau sein.Already at a semi-critical speed, which corresponds to about half the resonance speed of the role, it comes to strong deformation of the role. These deformations are also referred to as s2-stroke or 2f-stroke. They are again in massive interaction with the other components involved in the entire winding system and may be jointly responsible for an eccentric roller structure.

Zur Bekämpfung der daraus resultierenden Schwingungen und der dann folgenden Schäden ist es bekannt eine auf den oder die zu wickelnden Wickel einwirkende Walze zu dämpfen um einem, sich bildenden Schwingungsprozess Energie zu entziehen. Dabei ist man bestrebt, den Wickelaufbau zu verbessern, verfolgt jedoch in erster Linie das Ziel, gefährliche Wickelrollenauswürfe zu vermeiden. Deshalb wurde bisher stets angenommen, man müsse resonanzkritische Zustände vermeiden, indem man effektiv gegen bereits gefährliche Schwingungsbereiche vorgehe, sodass Dämpfungssysteme nach dem Stand der Technik entsprechend dahin gehend ausgelegt sind, dass sie vor Erreichung kritischer Schwingungszustände besonders effektiv arbeiten. In der Praxis bedeutet dies jedoch, dass die Rollenwickelvorrichtungen, insbesondere Rollenschneidvorrichtungen, im Betrieb recht häufig in Grenzbereichen betrieben werden. Einmal angeregte beziehungsweise selbsterregte Wickelrollen lassen sich nur noch auf ein eben nötiges Maß beruhigen, um den Wickelprozess meist sicher beenden zu können. Der Wickelaufbau ist dabei jedoch im Ergebnis häufig nicht zufrieden stellend. Insbesondere bei wickelkritischen Papiersorten, also bei Papiersorten deren Reibbeiwert über 0,55 und im Besonderen über 0,7 liegt, ist unter hohen Produktionsgeschwindigkeiten der Wickelaufbau im Ergebnis häufig immer noch nicht zufrieden stellend. Daraus abgeleitet ist die Produktivität, das heißt in erster Linie die Wickelgeschwindigkeit, kaum über ein sicher umsetzbares Maß von 2800 m/min steigerbar.In order to combat the resulting vibrations and the subsequent damage, it is known to dampen a roll acting on the winding or rolls to be wound in order to extract energy from a vibration process forming. The aim is to improve the winding structure, but primarily pursues the goal of avoiding dangerous Wickelrollenauswürfe. Therefore, it has always been assumed that one must avoid resonance-critical states by effectively counteracting already dangerous vibration ranges, so that damping systems according to the state of the art are designed to be particularly effective in working to achieve critical vibration states. In practice, however, this means that the reel winder devices, in particular winder devices, are quite frequently operated in marginal areas during operation. Once stimulated or self-excited bobbins can only be calmed down to a level just needed to finish the winding process usually safe. However, the winding structure is often not satisfactory as a result. Especially with winding-critical paper types, ie paper types whose Frictional coefficient is above 0.55 and in particular above 0.7, the winding structure is often still unsatisfactory under high production speeds in the result. From this, the productivity, that is primarily the winding speed, can barely be increased beyond a safely implementable level of 2800 m / min.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Aufwickeln einer Materialbahn auf eine Wickelrolle derart weiterzuentwickeln, dass der Wickelaufbau verbessert und insbesondere die Verhältnisse im Aufwickelbereich stabilisiert werden.The invention is therefore based on the object to further develop a device for winding a web on a winding roll such that the winding structure improves and in particular the conditions in the winding area are stabilized.

Verfahrensgemäß besteht die Aufgabe der Erfindung darin, den Wickelaufbau über weite Prozessabschnitte zu verbessern und den Wickelprozess zu stabilisieren.According to the method, the object of the invention is to improve the winding structure over long process sections and to stabilize the winding process.

Die Aufgabe der Erfindung wird vorrichtungsgemäß dadurch gelöst, dass zwischen Zylinder und Kolben eine reibungsfreie Dichtung vorgesehen ist.The object of the invention is achieved according to the device in that a friction-free seal is provided between cylinder and piston.

Unter einer reibungsfreien Dichtung wird eine Dichtung verstanden, die im technischen Sinne reibungsfrei, oder zumindest weitgehend reibungsfrei ist. Das heißt, dass hier zu vernachlässigende kleine Reibbeiwerte durchaus von dem Begriff "reibungsfrei" mit erfasst werden sollen.A friction-free seal is understood to mean a seal which is friction-free in the technical sense, or at least largely friction-free. This means that negligible small coefficients of friction should be included in the term "frictionless".

Auf diese Weise ist es möglich, dass das Dämpfungsmittel selbst auf kleinste Erregungen reagiert. Damit wird es erstmals möglich, selbst kleinste schwingungsinduzierte Anfangsfehler im sich bildenden Wickelaufbau effektiv zu bekämpfen oder idealer Weise zu verhindern. Eine reibungsbehaftete Dichtung wirkt nämlich, bis zur Überwindung ihres Haftreibbeiwertes, wie eine Verriegelung des Dämpfungsmittels. Das heißt, dass die zu wickelnden Wickelrollen, solange auf einer "starren" Wickeleinrichtung, also einer starr gelagerten Walze, gewickelt werden, bis die Haftreibung der Dichtung plötzlich überwunden wird, was eine kurzzeitig wirkende, zusätzliche Beunruhigung im Wickelrollenaufbau verursacht. Dabei kann der Haftreibbeiwert handelsüblicher Dichtungen durchaus 0,6 bis 0,85 betragen, sodass hier zunächst erhebliche Energien starr an die Abstützung durchgestellt werden, beziehungsweise sich in nachteiligem Wickelaufbau, insbesondere in Unrundheitsbildungen und bereichsweisen Verhärtungen niederschlagen, bis das Dämpfungsmittel überhaupt anfängt wirksam zu werden.In this way, it is possible that the damping means react even to the slightest excitation. This makes it possible for the first time to effectively combat even the smallest vibration-induced initial errors in the forming winding structure or ideally to prevent. A frictional seal acts namely, to overcome their static coefficient of friction, such as a locking of the damping means. The means that the winding rolls to be wound, as long as on a "rigid" winding device, ie a rigidly mounted roller, are wound until the static friction of the seal is suddenly overcome, causing a momentary acting, additional concern in Wickelrollenaufbau. The Haftreibbeiwert commercially available seals may well be 0.6 to 0.85, so here first considerable energy is rigidly passed through to the support, or reflected in adverse winding structure, in particular in non-circularity and regional hardenings until the damping agent begins to take effect ,

Ein Dämpfungsmittel entzieht einem System über Formänderungsarbeit Energie. Auf diese Weise verringern sich die Amplituden der Schwingungen und damit auch das Risiko gefährlicher Resonanzen. Zur technischen Umsetzung wird die Energie meist mittels Reibung in thermische Energie umgesetzt, weshalb es besonders überraschend ist, erfindungsgemäß einen solchen Effekt an einer ganz bestimmten Stelle auszuschließen, um eine möglichst gute Dämpfungswirkung zu erzielen. Ein Dämpfungsmittel, das einen Zylinder und einen darin bewegbaren Kolben aufweist, umfasst mindestens eine Druckkammer, in der sich ein Dämpfungsmedium befindet, dass unter Kolbenbelastung einem Druck aussetzbar ist und dessen Reibarbeit, und damit dessen Dämpfungsgrad, im Allgemeinen über eine Ventilstellung einstell- oder regelbar ist.A damping means deprives a system of strain energy work. In this way, the amplitudes of the vibrations and thus the risk of dangerous resonances are reduced. For technical implementation, the energy is usually converted by friction into thermal energy, which is why it is particularly surprising according to the invention to exclude such an effect at a very specific location in order to achieve the best possible damping effect. A damping means, which has a cylinder and a piston movable therein, comprises at least one pressure chamber, in which a damping medium is that under piston load a pressure can be suspended and its friction work, and thus its degree of damping, generally adjustable or adjustable via a valve position is.

Eine mittels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung von Anfang an beruhigbare Wickelrolle bildet sich wesentlich homogener aus und verursacht weit weniger selbsterregte Schwingungen im weiteren Wickelprozess. Der gesamte Prozess läuft wesentlich ruhiger und stabiler ab und erzeugt Wickelrollen höherer Qualität. Auch sind so höherer Produktionsgeschwindigkeiten und schärfere Beschleunigungsbeziehungsweise Verzögerungsvorgänge möglich.A winding roll which can be calmed from the beginning by means of a device according to the invention forms substantially more homogeneously and causes far less self-excited vibrations in the further winding process. The whole process is much quieter and more stable and produces higher quality bobbins. Also are higher Production speeds and sharper acceleration or deceleration processes possible.

Es ist bevorzugt, dass der Zylinder als doppeltwirkender Dämpfungszylinder ausgebildet ist. Auf diese Weise können die positiven und negativen Amplituden aufkeimender oder anliegender Schwingungen besonders wirksam reduziert werden.It is preferred that the cylinder is designed as a double-acting damping cylinder. In this way, the positive and negative amplitudes of nascent or adjacent vibrations can be reduced particularly effectively.

Es ist von Vorteil, wenn die reibungsfreie Dichtung als berührungsfreie Dichtung ausgeführt ist.It is advantageous if the friction-free seal is designed as a non-contact seal.

Eine Dichtung wird als berührungsfrei bezeichnet, wenn die beiden Dichtspalt bildenden Teile mit und ohne Bewegung und ohne Hilfsenergie dauerhaft voneinander durch einen endlichen Spalt getrennt sind. Derartige Dichtungen bieten unter anderem den Vorteil verschleißfrei zu sein und keine Änderungen in ihren Dichtwirkungen aufzuweisen. Auch sind Wärmeübertragung der Dichtspalt bildenden Teile gering und keine Beschränkung zulässiger Relativgeschwindigkeiten zu beachten.A seal is referred to as non-contact, when the two sealing gap forming parts with and without movement and without auxiliary energy are permanently separated from each other by a finite gap. Among other things, such seals offer the advantage of being wear-free and of having no changes in their sealing effects. Also, heat transfer of the sealing gap forming parts are low and no restriction on permissible relative speeds to observe.

Somit sind Slip-Stick-Effekte über den gesamten Wickelprozess auch bei dauerhafter dynamischer Belastung der Rollenwickelvorrichtung wirkungsvoll vermeidbar.Thus, slip-stick effects over the entire winding process are effectively avoidable even with permanent dynamic loading of the reel winder.

Dabei ist es von Vorteil, wenn die berührungsfreie Dichtung als Spaltdichtung, Labyrinthdichtung oder Sperrluftdichtung ausgeführt ist.It is advantageous if the non-contact seal is designed as a gap seal, labyrinth seal or sealing air seal.

Spaltdichtungen bieten den Vorteil relativ einfacher Herstellung, obwohl hier selbstverständlich auf die Einhaltung vorgegebener Toleranzen und eine akkurate Bearbeitung der Oberflächen zu achten ist. Auch sind hier Abrisse eines, aus dem verwendeten Dichtmedium, insbesondere aus dem verwendeten Dämpfungsmedium, ganz insbesondere aus dem verwendeten Dämpfungsöl, gebildeten, Dichtfilms bei korrekt gewähltem Verhältnis aus Spalthöhe und Spaltlänge kaum zu erwarten. Labyrinthdichtungen bieten eine erhöhte Dichtwirkung, da die wirksame Spaltlänge künstlich erhöht ist und das Dichtmedium mehrere Umlenkungen erfährt.Gap seals offer the advantage of relatively simple production, although here, of course, to ensure compliance with predetermined tolerances and an accurate machining of the surfaces. Also here are breaks of a, from the sealing medium used, in particular from the damping medium used, in particular from the used damping oil formed, sealing film at correctly selected ratio of gap height and gap length hardly expected. Labyrinth seals offer an increased sealing effect, since the effective gap length is artificially increased and the sealing medium undergoes several deflections.

Bei beiden Dichtungsarten ist es sinnvoll für eine Rückführung des Dichtungsmediums, also insbesondere des Dämpfungsmediums, aus dem Dichtspalt in die Druckkammer des Dämpfungsmittels zu sorgen. Sperrluftdichtungen bieten die sicherste Abschirmung gegen Austreten und Eindringen an der Dichtstelle, wobei die Sperrluft jedoch über eine Versorgungseinheit in den Dichtspalt einbringbar sein muss.In both types of seals, it makes sense for a return of the sealing medium, ie in particular the damping medium to provide from the sealing gap in the pressure chamber of the damping means. Sealing air seals provide the safest shield against leakage and penetration at the sealing point, but the sealing air must be introduced via a supply unit in the sealing gap.

Dabei ist es von besonderem Vorteil, wenn die berührungslose Dichtung eine Spalthöhe aufweist, die zwischen 0,008 mm und 0,1 mm, bevorzugt zwischen 0,025 und 0,065, ganz bevorzugt zwischen 0,03 und 0,045 beträgt.It is particularly advantageous if the non-contact seal has a gap height which is between 0.008 mm and 0.1 mm, preferably between 0.025 and 0.065, very preferably between 0.03 and 0.045.

Derartige Spalthöhen bieten einen guten Kompromiss zwischen hoher Dichtwirkung und vertretbaren Herstellungskosten.Such gap heights offer a good compromise between high sealing effect and reasonable production costs.

Dabei lassen besonders geringe Spalthöhen höhere Drücke zu.Particularly low gap heights allow for higher pressures.

Ferner ist es in diesem Zusammenhang bevorzugt, dass die Spaltlänge zwischen 5 mm und 350 mm, bevorzugt zwischen 12 und 100, ganz bevorzugt zwischen 18 und 60 beträgt. Bei Labyrinthdichtungen wird dazu die Länge aller Mittellinien addiert.Furthermore, it is preferred in this context that the gap length is between 5 mm and 350 mm, preferably between 12 and 100, very preferably between 18 and 60. For labyrinth seals, the length of all center lines is added.

Derartige Kombinationen bieten hohe bis sehr hohe Dichtwirkungen und stellen nicht allzu hohe Anforderungen an das Dichtungsmedium, hier also das Dämpfungsmedium.Such combinations offer high to very high sealing effects and do not make too high demands on the sealing medium, in this case the damping medium.

Mit Vorteil handelt es sich bei der mindestens einen Walze um eine Stützwalze, eine Tragwalze oder eine Auflagewalze.Advantageously, the at least one roller is a support roller, a support roller or a support roller.

Im Sinne der vorliegenden Schrift werden auch mit einem Band umschlungene und/oder um die sich bildenden Wickelrollen aus einer Trag- in eine Stützposition bewegbare Wickelwalzen als Trag- oder Stützwalzen verstanden.For the purposes of the present specification, winding rolls wound around a band and / or around the forming winding rolls from a support into a support position are also understood to mean supporting or supporting rolls.

Mit Tragwalzen ausgestattete Rollenwickelvorrichtungen sind generell am stärksten Schwingungsgefährdet und bieten das Hauptzielfeld der vorliegenden Erfindung.Roll-wrap devices equipped with carrier rolls are generally the most vibration-prone and provide the primary target field of the present invention.

Stützwalzen-Rollenwickelvorrichtungen sind zwar im Allgemeinen nicht so stark schwingungsgefährdet, werden aber zur Bearbeitung besonders empfindlicher und kritischer Papiersorten verwendet und können aus diesem Grund auch ein wichtiges Einsatzfeld für die vorliegende Erfindung bieten.While backup roller winders are generally not as susceptible to vibration, they are used to handle particularly delicate and critical types of paper, and for that reason can also provide an important field of use for the present invention.

Auflagewalzen werden neben ihrer Grundfunktion, der Erhöhung der Wickelhärte zu beginn des Wickelprozesses, heute häufig zur Stabilisierung der sich bereits im fortschreitenden Bildungsstadium befindlichen Wickelrollen verwendet und sind dann zunehmend mit einem Dämpfungseinrichtung ausgerüstet. Unter Berücksichtigung des eingangs genannten Effekts, dass ein Dämpfungsmittel, das eine reibungsbehaftete Dichtung aufweist, bis zur Überwindung der Haftreibung wie eine starre Lagerung wirkt, wirkt die Auflagewalze in dieser Phase als zusätzlich auf die Wickelrollen einwirkenden Störgröße. Dies ist erfindungsgemäß erstmals vermeidbar.Support rollers are used in addition to their basic function of increasing the winding hardness at the beginning of the winding process, today often to stabilize the winding rollers already in the progressive stage of education and are then increasingly equipped with a damping device. Taking into account the effect mentioned at the outset that a damping means which has a frictional seal acts like a rigid bearing until the static friction is overcome, the platen roller acts in this phase as a disturbance variable additionally acting on the winding rollers. This is inventively avoidable for the first time.

Es kann von Vorteil sein, wenn das Dämpfungsmittel einen Teil einer passiven Dämpfungseinrichtung bildet.It may be advantageous if the damping means forms part of a passive damping device.

Eine passive Dämpfungseinrichtung bietet generell die Möglichkeit, anliegende Schwingungsenergie abzubauen, dass heißt den Amplitudenausschlag des vorliegenden Schwingungszustandes zu verringern. Insbesondere unter Verwendung des vorliegenden Erfindungsgedanken kann eine solche Dämpfungseinrichtung sehr wirkungsvoll sein, da mittels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung bereits geringste Schwingungsenergien mindestens teilweise aufzehrbar sind. Dann bietet eine passive Dämpfungseinrichtung eine hohe Wirkung bei einem sehr übersichtlichen Kostenaufwand.A passive damping device generally offers the possibility to reduce applied vibration energy, that is the Amplitude deflection of the present state of vibration to reduce. In particular, using the present inventive concept, such a damping device can be very effective, since even the lowest vibration energies are at least partially consumable by means of a device according to the invention. Then offers a passive damping device has a high impact at a very clear cost.

Dabei ist es auch denkbar, dass das Dämpfungsmittel den einzigen Teil einer passiven Dämpfungseinrichtung bildet.It is also conceivable that the damping means forms the only part of a passive damping device.

Ebenso kann es von Vorteil sein, wenn das Dämpfungsmittel einen Teil einer aktiven Dämpfungseinrichtung bildet.It may also be advantageous if the damping means forms part of an active damping device.

Während eine passive Dämpfungseinrichtung naturgemäß einem "feed-back"-Prinzip unterliegt, dass heißt stets nur reagierend wirksam sein kann, ist mit einer aktiven Dämpfung auch ein "feed-forward"-Prinzip umsetzbar, in dem man aus Messsignalen oder Erfahrungswerten vorausschauend auf Schwingungsbildungen einwirkt, beziehungsweise diesen entgegenwirkt.While a passive damping device is naturally subject to a "feed-back" principle, that is, always can only be reactively effective, with an active damping and a "feed-forward" principle can be implemented, in which one from measurement signals or empirical values forward looking at vibration acts, or counteracts this.

Dazu kann beispielsweise der über das Dämpfungsmedium ausübbare (gegen-)Druck auf den Kolben veränderbar sein und beispielsweise eine bevorstehenden Belastung entgegen wirken. Da auch der Kolben eine Masse besitzt, ist er über rasche Druckänderungen in Schwingungen zu versetzen, die in Überlagerung mit den zu bekämpfenden Schwingungen bringbar sind, wodurch diese reduzierbar sind. Dann spricht man technisch korrekt von einer Tilgung, die im Sinne der vorliegenden Schrift von dem Begriff "Dämpfung" mit erfasst sein soll.For this purpose, for example, the (counter) pressure exerted on the piston via the damping medium can be changeable and counteract, for example, an impending load. Since the piston has a mass, it is about rapid pressure changes to vibrate, which can be brought into superposition with the vibrations to be combated, whereby they are reducible. Then one speaks technically correct of a repayment, which should be included in the meaning of the present document by the term "damping".

Mit besonderem Vorteil ist dafür gesorgt, dass ein Teil der Dämpfungseinrichtung durch ein Gummielement gebildet ist. Gummielemente weisen prinzipiell ein gutes Dämpfungsverhalten gegenüber maschinenerzeugten Schwingungen auf. Häufig ist ihre Einsetzbarkeit jedoch wegen räumlichen Begrenzungen konstruktiv wenig sinnvoll umsetzbar. Ihr Arbeitsbereich steht wenigstens mittelbar im Zusammenhang mit dem so genannten Verlustfaktor DL, der werkstoff-und belastungsabhängig ist und für verschiedene Kautschukarten auf einen Resonanzbereich bezogen sinnvolle Werte zwischen 0,20 und 0,35 annehmen kann. So ist von diesem Verlustfaktor DL auch die nötige Dämpfungsfläche mindestens mittelbar abhängig ist. Das durch Formänderungsarbeit dämpfende Gummielement emmitiert die entzogene Energie schließlich in Wärme. Ein erwärmtes Gummielement weist dann jedoch andere Dämpfungseigenschaften auf. Unter Dauerbelastung ermüdet schließlich ein solches Gummielement relativ rasch.With particular advantage it is ensured that a part of the damping device is formed by a rubber element. Rubber elements have in principle a good damping behavior compared to machine-generated vibrations. Often, however, their applicability is structurally meaningful little feasible because of spatial limitations. Your work area is at least indirectly related to the so-called loss factor D L , which is dependent on material and load and can assume meaningful values between 0.20 and 0.35 for various types of rubber to a resonance range. Thus, from this loss factor D L and the necessary damping surface is at least indirectly dependent. The rubber deformation element, which absorbs deformation, finally emits the extracted energy into heat. However, a heated rubber element then has other damping properties. Finally, under continuous load, such a rubber element tires relatively quickly.

Wird das Gummielement jedoch lediglich mit einem, auf ihn, mittels einer anderen Funktionsgruppe der Dämpfungseinrichtung, zugeschnittenen Schwingungsbereich belastet kann es lange Zeit hervorragende Dämpfungsarbeiten leisten. Dabei leistet das Gummielement auch entlastende Arbeiten hinsichtlich bewegter Maschinenelemente, hier insbesondere der Kolbeneinheit des Dämpfungsmittels.However, if the rubber element is only loaded with a vibration region tailored to it, by means of another functional group of the damping device, it can perform excellent damping work for a long time. The rubber element also performs relieving work with respect to moving machine elements, in particular the piston unit of the damping means.

Es kann bevorzugt sein, dass die Walzenlager mit einem endlichen Radius, insbesondere zwischen 350 mm und 2050 mm, ganz insbesondere zwischen 600 mm und 900 mm, um einen Drehpunkt bewegbar angeordnet sind.It may be preferred that the roller bearings are arranged with a finite radius, in particular between 350 mm and 2050 mm, very particularly between 600 mm and 900 mm, movable about a pivot point.

Auf diese Weise besteht eine weitere Möglichkeit das Schwingungssystem aus der mindestens einen Walze und der Wickelrollen zu verstimmen. Somit ist insbesondere der obere Wirkungsbereich des Dämpfungsmittels quantitativ begrenzbar und Synergieeffekte erzielbar.In this way, there is another way to detune the vibration system from the at least one roller and the winding rollers. Thus, especially the upper one Effective range of the damping agent quantitatively limited and synergy effects can be achieved.

Ebenso kann es bevorzugt sein, die Walzenlager linear bewegbar angeordnet sind.Likewise, it may be preferred that the roller bearings are arranged to be linearly movable.

Auf diese Weise wird der Dichtungsbereich geschont und eine sichere und verschleißfreie Funktion besonders gut gewährleistet. In der Gegenrichtung kann somit auch eine synchrone wirkungsweise des Dämpfungsmittels auf die Aufhängungen des bewegbaren Walzenlagers sichergestellt werden.In this way, the sealing area is protected and ensures a safe and wear-free function particularly well. In the opposite direction, therefore, a synchronous action of the damping means can be ensured on the suspensions of the movable roller bearing.

Mit ganz besonderem Vorteil sind die Walzenlager also derart linear bewegbar angeordnet, das eine, mit dem Kolben in Wirkverbindung stehende, Kolbenstange weitgehend querkraftsfrei durch einen, durch die vorgesehene Dichtung definierten, Dichtbereich bewegbar ist.With very particular advantage, the roller bearings are so arranged linearly movable, which is a, with the piston operatively connected, piston rod largely free of transverse forces by a, defined by the intended seal, the sealing area is movable.

Mit Vorteil ist dafür gesorgt, dass eine Ausrichtvorrichtung vorgesehen ist, mittels der eine Bewegungsrichtung des mindestens einen Walzenlagers ausrichtbar ist.Advantageously, it is ensured that an alignment device is provided, by means of which a direction of movement of the at least one roller bearing can be aligned.

Auf diese Weise ist eine exakte Justierung sowohl bei der Inbetriebnahme der Rollenwickelvorrichtung, wie auch nach längerem Gebrauch gewährleistet. Auch kann es fallweise von Bedarf sein, dass die Wirkungsrichtung des Dämpfungsmittels - die sinnvoller Weise in Niprichtung weisen sollte nachjustierbar oder gar änderbar ist.In this way, an exact adjustment is ensured both during startup of the reel winder, as well as after prolonged use. It may also occasionally be necessary that the direction of action of the damping means - which should point wise in Niprichtung should be readjusted or even changeable.

Es kann ferner von Vorteil sein, wenn die Kolbenstange und der Zylinder mindestens im Dichtbereich eine Oberfläche mit einem besonders geringen Reibbeiwert aufweisen und dazu insbesondere mechanisch und/oder chemisch vergütet sind.It may also be advantageous if the piston rod and the cylinder have a surface with a particularly low coefficient of friction at least in the sealing region and, in particular, are mechanically and / or chemically tempered for this purpose.

Somit lassen sich auch die, in der Praxis meist zu vernachlässigenden Randschichtreibungskräfte des Dämpfungsmediums an den wirksamen Oberflächen verringern.Thus, it is also possible to reduce the marginal-layer frictional forces of the damping medium on the active surfaces which are usually negligible in practice.

Als mechanische Maßnahmen kommen dazu Feinschliff, Hohnen, Rollen oder gleichwertige Bearbeitungsverfahren in betracht.As mechanical measures to fine tuning, Hohnen, roles or equivalent processing methods come into consideration.

Bei der chemischen Vergütung sind insbesondere elektrolytische Oberflächenveredelungen und Oberflächenbeschichtung mit besonders geringen Haftreibbeiwerten zu nennen.In the case of chemical tempering, in particular electrolytic surface refinements and surface coating with particularly low coefficient of adhesion must be mentioned.

Es ist von großem Vorteil, wenn das Walzenlager mittels einer reibungsfrei bewegbaren Federanordnung bewegbar mit der Abstützung verbunden ist.It is of great advantage if the roller bearing is connected by means of a frictionless movable spring assembly movable with the support.

Auf diese Weise ist sicherstellbar, dass die Dämpfungseinrichtung ohne Anfangsstörung einsetzbar ist. Damit ist der von dem Dämpfungsmittel zur Verfügung gestellte breite Dämpfungsbereich, insbesondere die Dämpfbarkeit auch kleinster Erregungen auf die gesamte Dämpfungseinrichtung übertragbar. Auch sind so Fehlerquellen in der konstruktiven Auslegung der Dämpfungseinrichtung vermeidbar.In this way it can be ensured that the damping device can be used without an initial fault. Thus, the wide damping range provided by the damping means, in particular the damping capability of even the smallest excitations, can be transmitted to the entire damping device. Also, sources of error in the structural design of the damping device can be avoided.

Mit Vorteil ist dafür gesorgt, dass eine Ausrichtvorrichtung vorgesehen ist, mittels der eine Bewegungsrichtung des mindestens einen Walzenlagers ausrichtbar ist.Advantageously, it is ensured that an alignment device is provided, by means of which a direction of movement of the at least one roller bearing can be aligned.

Auf diese Weise ist eine exakte Justierung sowohl bei der Inbetriebnahme der Rollenwickelvorrichtung, wie auch nach längerem Gebrauch gewährleistet. Auch kann es fallweise von Bedarf sein, dass die Wirkungsrichtung des Dämpfungsmittels - die sinnvoller Weise in Niprichtung weisen sollte nachjustierbar oder gar änderbar ist.In this way, an exact adjustment is ensured both during startup of the reel winder, as well as after prolonged use. It may also occasionally be necessary that the direction of action of the damping means - which should point wise in Niprichtung should be readjusted or even changeable.

Es kann ferner von Vorteil sein, wenn die Kolbenstange und der Zylinder mindestens im Dichtbereich eine Oberfläche mit einem besonders geringen Reibbeiwert aufweisen und dazu insbesondere mechanisch und/oder chemisch vergütet sind.It may also be advantageous if the piston rod and the cylinder have a surface with a particularly low coefficient of friction at least in the sealing region and, in particular, are mechanically and / or chemically tempered for this purpose.

Somit lassen sich auch die, in der Praxis meist zu vernachlässigenden Randschichtreibungskräfte des Dämpfungsmediums an den wirksamen Oberflächen verringern.Thus, it is also possible to reduce the marginal-layer frictional forces of the damping medium on the active surfaces which are usually negligible in practice.

Als mechanische Maßnahmen kommen dazu Feinschliff, Hohnen, Rollen oder gleichwertige Bearbeitungsverfahren in betracht.As mechanical measures to fine tuning, Hohnen, roles or equivalent processing methods come into consideration.

Bei der chemischen Vergütung sind insbesondere elektrolytische Oberflächenveredelungen und Oberflächenbeschichtung mit besonders geringen Haftreibbeiwerten zu nennen.In the case of chemical tempering, in particular electrolytic surface refinements and surface coating with particularly low coefficient of adhesion must be mentioned.

Mit besonderem Vorteil ist dafür gesorgt, dass das Dämpfungsmittel einen Leistungsbereich aufweist, der durch ein Dämpfungsvermögen bereits geringster Bewegungen des Walzenlagers von unter 5 mm pro Sekunde, bevorzugt von unter 1 mm pro Sekunde, ganz bevorzugt von unter 0,5 mm pro Sekunde definierbar ist.With particular advantage, it is ensured that the damping means has a power range which can be defined by a damping capacity of even the smallest movements of the roller bearing of less than 5 mm per second, preferably less than 1 mm per second, more preferably less than 0.5 mm per second ,

Somit sind entstehende Schwingungen bereits in frühestem Stadium ihrer Entwicklung wirkungsvoll dämpfbar.Thus, resulting vibrations are effectively attenuated at the earliest stage of their development.

Auch ist so ein Übergang aus den sich periodisch über die vorliegenden Makroschwingungen überlagernden Mikroschwingungen, zu sich im Wickelaufbau abbildenden Makroschwingungen ist damit verhinderbar. Ein Aufschaukeln von Schaden verursachenden Schwingungen, hier Makroschwingungen genannt, also verhinderbar.Also, such a transition from the periodically over the present macro vibrations superimposed micro-vibrations, to be reflected in the winding structure macrovibrations can be prevented. A building up of damage-causing vibrations, here called macro-vibrations, thus preventable.

Dabei spricht die vorliegende Schrift auch von Makroschwingungsbereichen und Mikroschwingungsbereichen, wobei die Makroschwingungsbereiche die üblicherweise wahrgenommenen, resultierenden Schwingungen beschreiben sollen, während unter den Mikroschwingungen überlagerte Schwingungen, meist höherer Frequenz, zum Teil von über 8 Hz oder 10 Hz, und geringerer Amplitude, verstanden werden.The present document also speaks of macro-vibration ranges and micro-vibration ranges, wherein the Macro vibration ranges are to describe the commonly perceived, resulting oscillations, while under the micro-vibrations superimposed vibrations, usually higher frequency, sometimes over 8 Hz or 10 Hz, and lower amplitude, are understood.

Ferner ist es von Vorteil, wenn mindestens ein Sensor, vorzugsweise mehrere Sensoren zur Erfassung mindestens eines, vorzugsweise mindestens zwei, der genannten Parameter vorgesehen ist:

  • Frequenz der Kolbenbewegung und/oder Walzenlagerbewegung
  • Amplitude der Kolbenbewegung und/oder Walzenlagerbewegung
  • Viskosität und/oder Temperatur und/oder Wassergehalt und/oder Luftgehalt und/oder Festpartikelgehalt des Dämpfungsmediums
  • Druck und/oder Verlustmenge des Dämpfungsmediums und die erfassten Daten einer Steuer- /Regelungseinheit zuführbar sind. In ganz bevorzugter Weise steht die Steuer-/ Regelungseinheit mit einer übergeordneten Steuerungs-/Regelungseinheit in Verbindung.
Furthermore, it is advantageous if at least one sensor, preferably a plurality of sensors for detecting at least one, preferably at least two, of said parameter is provided:
  • Frequency of piston movement and / or roller bearing movement
  • Amplitude of piston movement and / or roller bearing movement
  • Viscosity and / or temperature and / or water content and / or air content and / or solid particle content of the damping medium
  • Pressure and / or loss amount of the damping medium and the detected data of a control / regulating unit can be fed. Most preferably, the control / regulation unit communicates with a higher-level control unit.

Durch die Erfassung einzelner, insbesondere mehrere, der genannten Parameter ist eine seriöse Datenversorgung der Steuerungs-/Regelungseinheit gewährleistet und moderne Regelungsmechanismen verwendbar. Insbesondere ist die Steuerungs-/Regelungseinheit den im Prozess augenblicklich vorliegenden Anforderungen blitzschnell anpassbar und Fehlberechnungen auf Grund sich ändernden Prozessparametern vermeidbar.By recording individual, in particular several, of the mentioned parameters, a reliable data supply of the control unit is ensured and modern control mechanisms can be used. In particular, the control / regulation unit is the instantaneous requirements present in the process quickly adaptable and miscalculations due to changing process parameters can be avoided.

Mit Vorteil ist eine Auffangvorrichtung für das möglicherweise austretende Dämpfungsöl vorgesehen, die in bevorzugter Weise mit einer Rückführeinrichtung in Wirkverbindung steht, die in ganz bevorzugter Weise eine Filtereinrichtung aufweist.Advantageously, a collecting device for the possibly exiting damping oil is provided, which is preferably in operative connection with a return device, which has a filter device in a very preferred manner.

Mittels einer Auffangvorrichtung wird zunächst die saubere Umgebung des Dämpfungsmittels sichergestellt und erste Umweltanforderungen erfüllt. Eine Rückführeinrichtung kann zu erheblicher wirtschaftlicher und umweltbiologischer Entlastung führen. Mittels einer Filtereinrichtung ist die Funktionstüchtigkeit des Dämpfungsmittels erhaltbar und Verschleiß vermeidbar.By means of a collecting device, the clean environment of the damping means is first ensured and meets the first environmental requirements. A recycling facility can lead to significant economic and environmental biological discharge. By means of a filter device, the functionality of the damping means is obtainable and wear preventable.

Es kann von Vorteil sein, wenn der Zylinder eine Änderungseinheit zur Einwirkung auf die Viskosität eines elektrorheologisches Dämpfungsöl aufweist oder mindestens mit einer solchen Änderungseinheit in Wirkverbindung steht.It may be advantageous if the cylinder has a change unit for acting on the viscosity of an electro-rheological damping oil or is at least in operative connection with such a change unit.

Auf diese Weise ist das Dämpfungsverhalten des Dämpfungsmittels in einem zusätzlichen Freiheitsgrad veränderbar und den im Prozess augenblicklich anliegenden Anforderungen anpassbar. Insbesondere sind resonante Schwingungsbereiche rasch umgehbar oder durchfahrbar. Auch ist der gesamte Arbeitsbereich der Dämpfungseinrichtung ausdehnbar.In this way, the damping behavior of the damping means in an additional degree of freedom can be changed and the requirements currently applied in the process adaptable. In particular, resonant oscillation areas are quickly bypassed or passable. Also, the entire working range of the damping device is expandable.

Die verfahrensgemäße Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass die sich im Wickelprozess zwischen Wickelrollen und anliegenden Walzen ausbildende und über die Walze an ein Walzenlager
übertragenden Schwingungen über ihren gesamten Schwingungsbereich gedämpft werden.
The inventive object of the invention is achieved in that in the winding process between winding rollers and adjacent rollers forming and the roller to a roller bearing
transmitting vibrations are damped over their entire vibration range.

Auf diese Weise kann der gesamte Wickelprozess beruhigt werden, was beste Wickelergebnisse verspricht. Insbesondere werden Schwingungen, die merkliche Auswirkungen auf das Wickelergebnis haben, während ihres Entstehungsprozesses verhindert. Dabei nimmt man auch schon auf kleinste Erregungen, insbesondere im Bereich von unter 1 mm pro Sekunde, bevorzugt von unter 0,5 mm pro Sekunde Einfluss. Man verwendet dazu vorzugsweise eine Rollenwickelvorrichtung nach einem der vorrichtungsgemäßen Ansprüchen.In this way, the entire winding process can be calmed, which promises best winding results. In particular, vibrations that have noticeable effects on the winding result, prevented during their formation process. It also takes on already smallest excitations, especially in the range of less than 1 mm per second, preferably less than 0.5 mm per second influence. For this purpose, it is preferable to use a roll winding device according to one of the device claims.

Es ist von großem Vorteil, wenn das Walzenlager über den gesamten, sich von der Wickelrolle auf das Walzenlager übertragenden, Schwingungsfrequenzbereich übergangsfrei gedämpft wird.It is of great advantage if the roller bearing is attenuated transition-free over the entire, transmitted from the winding roller to the roller bearing, vibration frequency range.

Dies bildet die beste Voraussetzung für einen gleichmäßigen und qualitativ hochwertigen Wickelaufbau. Insbesondere möchte man hierbei einen abrupten Übergang durch ein Einsetzen des Dämpfungsprozesses in den bestehenden Schwingungsprozess vermeiden, da ein derartiges abruptes Einsetzen der Wirksamkeit der angewendeten Dämpfungsmittel und/oder -einrichtungen häufig zunächst als Störgröße auf den Wickelprozess Einfluss nimmt. Stattdessen lassen sich auf diese Weise die Schwingungen über den gesamten Wickelprozess in engen, wohl beherrschbaren Grenzen.This is the best prerequisite for a uniform and high-quality winding structure. In particular, one would like to avoid an abrupt transition by inserting the damping process in the existing vibration process, since such an abrupt onset of effectiveness of the applied damping means and / or devices often initially affects the winding process as a disturbance. Instead, in this way, the vibrations throughout the entire winding process in tight, well manageable limits.

Bevorzugt wird der Dämpfungsgrad über eine Druckänderung eines Druckmediums während des Wickelprozesses kontinuierlich oder diskret geändert.Preferably, the degree of damping is changed continuously or discretely via a pressure change of a pressure medium during the winding process.

Der Grad, also die Intensität der einwirkenden Dämpfungsmaßnahmen ist dagegen ohne Störeinfluss, auf den Wickelprozess, änderbar. Eine Änderung des Dämpfungsgrades kann den Wirkbereich der angewendeten Dämpfungseinrichtung /-mittel wesentlich verbreitern und die Auswirkungen sich darin auf einzelne schwingende Elemente, hier insbesondere Wickelrollen und Walzen, befindlicher kritischer Schwingungsbereiche durch rasches Umgehen oder Durchfahren, verringern.The degree, ie the intensity of the acting damping measures, on the other hand, can be changed without any interfering influence on the winding process. A change in the degree of damping can significantly widen the range of action of the damping device / means used, and the effects therein are more critical on individual oscillating elements, in particular winding rolls and rollers Vibration ranges by rapid bypassing or driving through, reduce.

Mit besonderem Vorteil wird der Dämpfungsprozess mindestens abschnittsweise hochfrequent gesteuert und/oder geregelt.With particular advantage, the damping process is at least partially controlled high-frequency and / or regulated.

Damit kann der Anwender auch sich, aus überlagernden Schwingungen zusammengesetzten Schwingungen, wirksam entgegentreten. Insbesondere kann er auf die in dieser Schrift bereits beschriebenen Mikro- und Makroschwingungen Einfluss nehmen. Auch treten die kleinen Anfangserregungen zu Beginn des Wickelprozesses häufig hochfrequent und oft mit nur minimalen Bewegungsgeschwindigkeiten von unter 1 mm pro Sekunde, oft sogar von unter 0,5 mm pro Sekunde auf.In this way, the user can also effectively counteract oscillations that are composed of overlapping vibrations. In particular, he can influence the micro and macro vibrations already described in this document. Also, the small initial excitations occur at the beginning of the winding process frequently high frequency and often with only minimal movement speeds of less than 1 mm per second, often even less than 0.5 mm per second.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung, den Ausführungsbeispielen und den dargestellten Figuren. Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:

Figur 1
Rollenwickelvorrichtung
Figuren 2
Walzenanordnung
Further advantageous embodiments of the invention will become apparent from the description, the embodiments and the figures illustrated. The invention is explained in more detail below with reference to exemplary embodiments with reference to the drawings. In these show:
FIG. 1
Reel winding device
Figures 2
roll arrangement

Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Rollenwickelvorrichtung 1 ist im Zusammenhang mit einer Tragwalzenwickelvorrichtung realisiert, die im Bereich ihrer Aufwicklung eine Walzenanordnung aufweist. Die Walzenanordnung weist zwei als Tragwalzen ausgebildete Walzen 6 auf, von denen mindestens eine antreibbar ist. Vorzugsweise sind beide Walzen 6 antreibbar und stehen über eine gemeinsame Steuerungs-/Regelungseinheit 19 in Verbindung. Dabei hat es sich bewährt, wenn die, in Laufrichtung, der Materialbahn M, insbesondere der Papierbahn, also in x-Richtung, erste Walze 6 drehzahlgeregelt und die zweite Walze 6 drehmomentengeregelt ist. Die Achsen der Walzen 6 sind in Walzenlagern 4,5 gelagert, die sich auch auf unterschiedlichen Höhenniveaus in z-Richtung befinden können. Weiterhin können die Walzen 6 unterschiedlich starke Durchmesser aufweisen. Selbstverständlich kann mindestens eine der beiden Walzen 6 auch eine, an der Materialbahn M wirksam werdende Beschichtung oder Ummantelung aufweisen, während beispielsweise die andere Walze 6 als Stahlwalze ausgebildet ist.The in the FIGS. 1 and 2 illustrated preferred embodiment of a roll winding device 1 according to the invention is realized in connection with a carrier roll winding device having a roller assembly in the region of its winding. The roller assembly has two rollers 6 formed as support rollers, of which at least one is drivable. Preferably both are Rollers 6 drivable and are connected via a common control unit 19 in connection. It has proven useful if the, in the running direction, the material web M, in particular the paper web, ie in the x direction, the first roller 6 speed-controlled and the second roller 6 is torque-controlled. The axes of the rollers 6 are mounted in roller bearings 4,5, which can also be located at different height levels in the z-direction. Furthermore, the rollers 6 may have different diameters. Of course, at least one of the two rollers 6 can also have a coating or casing which becomes effective on the material web M, while, for example, the other roller 6 is designed as a steel roller.

Neben den Tragwalzen 6 bilden die mindestens eine auf einem Wickelkern, hier einer Wickelhülse 2 zu wickelnde Wickelrolle 3 und eine nicht immer nötige Auflagewalze 6 wesentliche Elemente einer Wickelanordnung einer Rollenwickelvorrichtung. Aus Gründen der Übersicht ist in der Figur 2 näher dargestellten Walzenanordnung auf die Darstellung der Auflagewalze 6 verzichtet worden, obwohl mit ihr gleichsam auf die sich bildende Wickelrolle 3 eingewirkt werden kann.In addition to the support rollers 6, the at least one on a winding core, here a winding tube 2 to be wound winding roller 3 and a not always necessary support roller 6 form essential elements of a winding arrangement of a reel winding apparatus. For the sake of clarity is in the FIG. 2 Roller assembly shown in detail on the representation of the platen roller 6 has been dispensed with, although it can be acted upon it as it were on the forming roll 3.

Die beiden bewegbaren Walzenlager 4,5 der Walzen 6 sind über Dämpfungsmittel 7 mit der Abstützung 8 verbunden. Das im Bild links dargestellten Dämpfungsmittel 7 ist Teil einer aktiven Dämpfungseinrichtung 13, die über eine Steuerungs-/Regelungseinheit 19 auch derart ansteuerbar ist, dass sie auftretenden Schwingungen mit gezielten Schwingungsbewegungen entgegen wirken kann.The two movable roller bearings 4.5 of the rollers 6 are connected via damping means 7 with the support 8. The attenuation means 7 shown on the left is part of an active damping device 13, which is also controlled via a control / regulating unit 19 so that it can counteract vibrations occurring with targeted oscillatory movements.

Zur Änderung des Dämpfungsgrades ist die aktive Dämpfungseinrichtung 13 zusätzlich mit einer Änderungseinheit 17 ausgestattet, die auf die Viskosität des im Zylinder 9 der aktiven Dämpfungseinheit 13 befindliche, als Druckmedium 18 wirksame elektrorheologische Öl, einwirken kann. Das Dämpfungsverhalten ändert sich dann mit der Viskosität. Neben dieser besonders eleganten und raschen Möglichkeit, läßt sich der Dämpfungsgrad jedoch auch über diskret oder kontinuierlich verstellbare Ventilöffnungen im Zylinderbereich oder dessen zu- und Abfuhrleitungen bewerkstelligen.To change the degree of damping, the active damping device 13 is additionally equipped with a changing unit 17, which can act on the viscosity of the cylinder 9 of the active damping unit 13, effective as a pressure medium 18 electrorheological oil. The damping behavior then changes with the viscosity. In addition to this particularly elegant and quick way, the degree of damping can also be accomplished via discrete or continuously adjustable valve openings in the cylinder area or its supply and discharge lines.

Das zu der im rechten Bildbereich abgebildeten Walzenlagerung gehörige Dämpfungsmittel 7 arbeitet mit üblichem Hydrauliköl als Dämpfungsmedium 18 und ist Teil einer passiven Dämpfungseinrichtung 12, die auch ein Gummielement 14 umfasst.The damper means 7 associated with the roller bearing shown in the right-hand area of the image operates with conventional hydraulic oil as the damping medium 18 and is part of a passive damping device 12, which also comprises a rubber element 14.

Durch die geschnittene Darstellung des rechten Dämpfungsmittels 7 ist gut für beide Dämpfungsmittel 7 ausgeführte, generelle Aufbau aus Zylinder 9 und dem darin gegen ein druckbeaufschlagbares Dämpfungsmedium 18 bewegbaren Kolben 10 zu erkennen. Die zwischen dem Kolben 10, der auch eine Kolbenstange umfasst, und dem Zylinder 9 nötigen Dichtflächen sind als reibungsfreie Dichtungen 11, in Form von berührungsfreien Spaltdichtungen ausgebildet. Ihre Spalthöhen h betragen zwischen 0,025mm und 0,035mm. Damit sind die Dämpfungsmittel 7 sogar geeignet bereits kleinste Erregungen, durch Schwingbewegungen von unter 0,15 Meter pro Sekunde wirksam in Formänderungsarbeit umzusetzen.By the sectional view of the right damping means 7 is well for both damping means 7 executed, general construction of cylinder 9 and the piston 10 movable therein against a druckbeaufschlagbares damping medium can be seen. The necessary between the piston 10, which also includes a piston rod, and the cylinder 9 sealing surfaces are designed as friction-free seals 11, in the form of non-contact gap seals. Their gap heights h are between 0.025mm and 0.035mm. Thus, the damping means 7 are even suitable even smallest excitations to implement by swinging movements of less than 0.15 meters per second effectively in deformation work.

Zur bewegbaren Anordnung sind die Walzenlager über Federanordnungen 15 mit der Abstützung verbunden, die hier auch das Widerlager für die Dämpfungsmittel 7 beziehungsweise Dämpfungseinrichtungen 12, 13 bildet. Die Federanordnungen 15 sind symmetrisch um die Walzenlager 4,5 angeordnet und lassen eine, im technischen Sinne reibungsfreie, lineare Bewegung der Walzenlager 4,5 zu. Dazu bestehen die Federanordnungen aus einzelnen Blattfedern, die sich berührungsfrei verformen können. Die Stärke der einzelnen Blattfedern kann gleich oder unterschiedlich sein, ihre Kennlinien degressiven oder progressiven Charakter annehmen. Die einzelnen Blattfedern sind austauschbar und die Gesamtfederstärke damit in diskreten Schritten wählbar. Auch über die Federanordnung läßt sich schließlich der Dämpfungsgrad beeinflussen.For the movable arrangement, the roller bearings are connected via spring arrangements 15 with the support, which also forms the abutment for the damping means 7 and damping devices 12, 13 here. The spring arrangements 15 are arranged symmetrically about the roller bearings 4, 5 and allow a, in the technical sense, friction-free, linear movement of the roller bearings 4, 5. For this purpose, the spring arrangements consist of individual leaf springs, which can deform without contact. The strength of each Leaf springs can be the same or different, their characteristics take a degressive or progressive character. The individual leaf springs are interchangeable and the total spring strength thus selectable in discrete steps. Also, via the spring arrangement can finally influence the degree of damping.

Damit die Steuerungs-/Regelungseinheit 19 korrekt arbeiten kann sind drei Sensoren 16 vorgesehen, die im vorliegenden Fall die Frequenz und die Amplitude der Walzenlager 4,5, sowie verschiedene Parameter der beiden unterschiedlichen Druckmedien erfassen.In order for the control / regulation unit 19 to work correctly, three sensors 16 are provided, which in the present case detect the frequency and the amplitude of the roller bearings 4, 5 as well as various parameters of the two different pressure media.

Von den dargestellten Ausführungsformen kann in vielfacher Hinsicht abgewichen werden, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen.From the illustrated embodiments may be departed from in many ways, without departing from the spirit of the invention.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
RollenwickelvorrichtungReel winding device
22
Wickelhülsemandrel
33
Wickelrollereel
44
Walzenlagerroller bearings
55
Walzenlagerroller bearings
66
Walzeroller
77
Dämpfungsmitteldamping means
88th
Abstützungsupport
99
Zylindercylinder
1010
Kolbenpiston
1111
Dichtungpoetry
1212
Passive DämpfungseinrichtungPassive damping device
1313
Aktive DämpfungseinrichtungActive damping device
1414
Gummielementrubber element
1515
Federanordnungspring assembly
1616
Sensorsensor
1717
Änderungseinheitchange unit
1818
Druckmediumprint media
1919
Steuerungs-/RegelungseinheitControl / regulation unit
hH
Spalthöhegap height
MM
Materialbahn (Papierbahn)Material web (paper web)
xx
x-Richtungx-direction
YY
y-Richtungy-direction
zz
z-Richtungz-direction

Claims (16)

Rollenwickelvorrichtung (1) zum Aufwickeln einer Materialbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn (M), auf mindestens einen Wickelkern, vorzugsweise eine Wickelhülse (2), zu mindestens einer Wickelrolle (3), an der beim Wickeln mindestens eine in einem Walzenlager (4,5) gelagerte Walze (6) anliegt, und mindestens ein bewegbares Walzenlager über ein Dämpfungsmittel (7), mit einer Abstützung (8) verbunden ist, das einen Zylinder (9) und einen darin bewegbar angeordneten Kolben (10) umfasst,
dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen Zylinder (9) und Kolben (10) eine reibungsfreie Dichtung (11) vorgesehen ist.
Roll winding device (1) for winding a material web, in particular a paper or board web (M), on at least one winding core, preferably a winding tube (2), to at least one winding roll (3), at least one in a roller bearing (4 , 5) mounted roller (6), and at least one movable roller bearing via a damping means (7), with a support (8) is connected, which comprises a cylinder (9) and a piston arranged therein (10),
characterized in that
between cylinder (9) and piston (10) a friction-free seal (11) is provided.
Rollenwickelvorrichtung (1) nach dem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet, dass
die reibungsfreie Dichtung (11) als berührungsfreie Dichtung, insbesondere als Spaltdichtung, Labyrinthdichtung oder Sperrluftdichtung ausgeführt ist.
Roll winding device (1) according to the preceding claim,
characterized in that
the friction-free seal (11) is designed as a contact-free seal, in particular as a gap seal, labyrinth seal or sealing air seal.
Rollenwickelvorrichtung (1) nach dem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet, dass
die berührungsfreie Dichtung (11) eine Spalthöhe (h) aufweist, die zwischen 0,008 mm und 0,06 mm, bevorzugt zwischen 0,020 mm und 0,045 mm, ganz bevorzugt zwischen 0,025 mm und 0,035 mm beträgt.
Roll winding device (1) according to the preceding claim,
characterized in that
the non-contact seal (11) has a gap height (h) which is between 0.008 mm and 0.06 mm, preferably between 0.020 mm and 0.045 mm, very preferably between 0.025 mm and 0.035 mm.
Rollenwickelvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
es sich bei der mindestens einen Walze (6) um eine Stützwalze, eine Tragwalze oder eine Auflagewalze handelt.
Roller winding device (1) according to one of the preceding claims,
characterized in that
the at least one roller (6) is a support roller, a support roller or a support roller.
Rollenwickelvorrichtung (1) einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Dämpfungsmittel (7) einen Teil einer passiven Dämpfungseinrichtung (12) bildet.
Roller winding device (1) according to one of the preceding claims,
characterized in that
the damping means (7) forms part of a passive damping device (12).
Rollenwickelvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Dämpfungsmittel einen Teil einer aktiven Dämpfungseinrichtung (13) bildet.
Roller winding device (1) according to one of the preceding claims,
characterized in that
the damping means forms part of an active damping device (13).
Rollenwickelvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Teil der Dämpfungseinrichtung durch ein Gummielement (14) gebildet ist.
Roll winding device (1) according to one of claims 1 to 5,
characterized in that
a part of the damping device is formed by a rubber element (14).
Rollenwickelvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das mindestens eine Walzenlager (4,5) linear bewegbar angeordnet ist.
Roller winding device (1) according to one of the preceding claims,
characterized in that
the at least one roller bearing (4, 5) is arranged to be linearly movable.
Rollenwickelvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Walzenlager (4,5) mittels einer reibungsfrei bewegbaren Federanordnung (15) bewegbar mit der Abstützung (8) verbunden ist.
Roller winding device (1) according to one of the preceding claims,
characterized in that
the roller bearing (4, 5) is movably connected to the support (8) by means of a frictionlessly movable spring arrangement (15).
Rollenwickelvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Dämpfungsmittel (7) einen Leistungsbereich aufweist, der durch ein Dämpfungsvermögen bereits geringster Bewegungen des Walzenlagers (4,5) von unter 1 mm pro Sekunde, ganz bevorzugt von unter 0,5 mm pro Sekunde definierbar ist.
Roller winding device (1) according to one of the preceding claims,
characterized in that
the damping means (7) has a power range which can be defined by a damping capacity of even the smallest movements of the roller bearing (4, 5) of less than 1 mm per second, very preferably of less than 0.5 mm per second.
Rollenwickelvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
mindestens ein Sensor (16), vorzugsweise mehrere Sensoren (16) zur Erfassung mindestens eines, vorzugsweise mindestens zwei, der genannten Parameter vorgesehen ist: - Frequenz der Kolbenbewegung und/oder Walzenlagerbewegung - Amplitude der Kolbenbewegung und/oder Walzenlagerbewegung - Viskosität und/oder Temperatur und/oder Wassergehalt und/oder Luftgehalt und/oder Festpartikelgehalt des Dämpfungsmediums - Druck und/oder Verlustmenge des Dämpfungsmediums und die erfassten Daten einer Steuer- /Regelungseinheit () zuführbar sind
Roller winding device (1) according to one of the preceding claims,
characterized in that
at least one sensor (16), preferably a plurality of sensors (16) is provided for detecting at least one, preferably at least two, of said parameters: - Frequency of piston movement and / or roller bearing movement - Amplitude of the piston movement and / or roller bearing movement - Viscosity and / or temperature and / or water content and / or air content and / or solid particle content of the damping medium - Pressure and / or loss amount of the damping medium and the detected data of a control / regulation unit () can be fed
Rollenwickelvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Zylinder (9) eine Änderungseinheit (17) zur Einwirkung auf die Viskosität eines elektroreologisches Dämpfungsöl aufweist oder mindestens mit einer solchen Änderungseinheit (17) in Wirkverbindung steht.
Roller winding device (1) according to one of the preceding claims,
characterized in that
the cylinder (9) has a change unit (17) for acting on the viscosity of an electroreological damping oil or is in operative connection with at least one such change unit (17).
Verfahren zum Aufwickeln einer Materialbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn (M), auf mindestens einen Wickelkern, vorzugsweise eine Wickelhülse (2), zu einer Wickelrolle (3), mittels einer Rollenwickelvorrichtung (1),
dadurch gekennzeichnet, dass
die sich im Wickelprozess zwischen einer Wickelrolle (3) und einer anliegenden Walze (6) ausbildende und über die Walze (6) an ein Walzenlager (4,5) übertragenden Schwingungen über ihren gesamten Schwingungsbereich gedämpft werden.
Method for winding a material web, in particular a paper or board web (M), onto at least one winding core, preferably a winding tube (2), to a winding roll (3), by means of a roll winding device (1),
characterized in that
which in the winding process between a winding roller (3) and an adjacent roller (6) forming and on the roller (6) to a roller bearing (4.5) transmitting vibrations are damped over their entire vibration range.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Walzenlager (4,5) über den gesamten, sich von der Wickelrolle (3) auf das Walzenlager (4,5) übertragenden, Schwingungsfrequenzbereich übergangsfrei gedämpft wird.
Method according to the preceding claim,
characterized in that
the roller bearing (4,5) over the entire, from the winding roller (3) on the roller bearing (4,5) transmitting vibration frequency range is attenuated transition-free.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Dämpfungsgrad über eine Druckänderung eines Druckmediums (18) während des Wickelprozesses kontinuierlich oder diskret geändert wird.
Method according to one of claims 13 or 14,
characterized in that
the degree of damping is changed continuously or discretely via a pressure change of a pressure medium (18) during the winding process.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Dämpfungsprozess mindestens abschnittsweise mittels einer Steuerungs-/Regelungseinheit (19) hochfrequent gesteuert und/oder geregelt wird.
Method according to one of claims 13 to 15,
characterized in that
the damping process is controlled at least in sections by means of a control / regulating unit (19) high-frequency and / or regulated.
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