专利名称：用于抑制振动的辊子和方法
技术领域：
本发明涉及一种辊子，该辊子具有支承在抗扭的轴上的、环形的空心辊套，该辊套为处理纤维幅面可以与配对辊一起形成辊隙，其中，辊套和轴之间的环形腔由至少两个轴向的密封件分成至少两个腔室，所述腔室为获得期望的辊挠度可用不同压力的压力流体填充。此外，本发明涉及一种用于抑制由该辊子和配对辊构成的系统中的振动的方法。
背景技术：
相应地，所述辊是在专业领域中被称作“浮动辊”或“S-辊”的辊子。当今，这种辊子通常使用在(相对幅面宽度而言)狭窄的砑光机中。两个腔室中的不同压力足以实现一个基本上与配对辊的弯曲相适应的挠度。在较宽的砑光机中，这种类型的辊子一般不足以获得纤维幅面期望的横断面，因此，申请人必须使用所谓的“Nipco-辊”，“Nipco-辊”明显更昂贵并且要求更复杂的控制装置。在该辊子中，各个静液压的支承元件分布在轴的轴向长度上并且单独或成组地相对辊套作用，以使该辊套相应地变形。在本发明中改进的辊子是S-辊，其轴向长度的数量级为5至8米。由于目前的砑光机必须越来越快地运行，所以在带有这种辊子的机器中也越来越多地出现在此至今未知的、由整个系统的固有振动产生的起楞现象(Barringescheirumg)。存在大量由两个辊子组成的、用于处理纸的机器，在这些机器中做过各种抑制振动的尝试并且还申请了专利保护。在此，首先是试图通过轴承装置给辊套减震的系统。在此，例举DE 296 24 490 Ul和DE 198 21 854 Cl。但是在相关频率为100和400赫兹之间时不可能通过一般的滚动轴承(通常是自动调心滚子轴承)减弱系统的振动。因为力或弯矩不能通过自动调心滚子轴承传递，所以把力传递入轴中或把弯矩带入轴中的主动系统成功的希望也很小。相反，辊套干扰的振动大多也不会被传递到轴上并且然后耗散地消失。 因此，当辊子上出现起楞-问题时辊套几乎不受干扰地振动。因此，所述措施也不适合在S-辊中来抑制辊套在100至400赫兹的范围内主动或被动的振动，因为浮动辊内部较大的油量妨碍轴和旋转的辊套稳固的耦连。此外，额外带入系统中的空气防止产生大于900N/mm2范围内的、足够大的油刚度。出于此原因，当预计有振动问题时即便在较窄的砑光机中也使用带有单独的、分布在轴向长度上的静液压支承元件。由DE 295 09 545 Ul已知一种带有减震器的、尤其是用于制造或处理纤维幅面， 例如纸幅面或纸板幅面的辊子。所述辊也是带有固定的中心轴和绕该中心轴旋转的辊套的辊子。例如一排圆柱形的压力腔设置在中心轴中，这些压力腔在径向延伸并且各容纳一个可径向移动的支承元件。每个压力腔可以用压力流体填充或者将液压支承力从中心轴通过支承元件传递到辊套上，以便可以有针对性地调节辊套的挠度。代替多个带有各一个支承元件的压力腔，可以存在唯一一个带有唯一的延伸的支承元件的、延伸的压力腔。
为了将压力流体输送到压力腔中，在固定的中心轴中设置一个例如居中布置的输送通道，该输送通道通过各一个收缩的管道(例如通过节流阀-通道)与每个压力腔连接。 相应地，减震装置在此被动地起作用。制造和之后控制这种辊子的开销都较大。在DE 100 08 800 B4中公开了另一种辊子设计方案，带有位于辊子内部的、用于减震的主动促动器。此处所述类型的辊子可使用在砑光机中。然而所述应用昂贵并且在构造和制造技术上都需要较大的耗费。在这种类型的辊子中不能针对性地调节挠度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是在运行中减小S-辊的辊套上的振动。在设备方面，该技术问题通过一种辊子解决，其中，在运行时可通过至少一个支承在轴上的促动器向辊套施加压力。这种促动器创造了辊套在轴上更稳固的连接，因此，尽管有通常的轴承间隙，辊套的振动也能被缓冲。为此，促动器向辊套施加压力。在带有配对辊的系统中，也就是例如在软砑光机中，来自S-辊的内部的促动器可以产生相位移动的、主动的反向振动，该反向振动使振荡运动明显减小。已知在S-辊中有两个纵向密封件。这两个密封件允许在面对辊隙和背对辊隙的半月形腔室中具有不同的压力形成。这两个密封件甚至还允许套筒多次往复直线运动，而不会丧失密封性。为了抑制辊套上的温度变化不一致，从辊颈侧输送给压力负载较高的腔室的油又被输送经过压力较小的第二腔室。有利的是，促动器能够通过液压、气动或电磁作用的器件把压力施加到辊套上。这些器件按已检验过的方式使用，并且可以较容易并且磨损少地操纵。此外，每个砑光机本来就具有液压、气动和电力供应装置。优选至少一个促动器是液压作用的支承元件。通过液压系统可传递最大的力。辊套通过这种方式比通过轴承或腔室中的压力实现的方式明显更稳固地连接到轴上。此外， S-辊用油运行，因此液压的支承元件的供给不成问题。液压支承元件在此可以设计成在辊套内侧上具有接触摩擦或滚动摩擦的摩擦元件。有利的是，液压作用的支承元件是静液压支承元件，在该支承元件下方设有压力腔。这种支承元件由所谓的Nipco-辊已知，并且具有几乎没有摩擦的优点，确切的说只有流体摩擦可以作用在旋转的辊套上。为了在压力腔中允许尽可能少的压缩，该压力腔优选配有用于将空气杂质减至最少的通风孔。为了不不允许地影响辊隙中的型面，有利的是，所有促动器的作用方向都不经过辊隙。此外，在例如支承元件通过液体的摩擦作用在辊套上的位置处产生了热量，该热量同样会对纤维幅面的局部产生不利影响。优选通过压力流体导管向压力腔供给，节流元件位于该压力流体导管中。可以借助节流阀截住由振动引起的、作用在支承元件上的力。也就是说，该节流阀以被动的方式减震并且例如可以是孔式流阀、网式节流阀或环缝式节流阀。更有利的是，在运行中由促动器施加的压力是脉动的。在此，优选选择一个与系统频率相干涉的频率，以便排除形成条楞的振动。为此优选的是，在辊子上或者中安装一个与控制装置连接的传感器装置，该控制装置控制至少一个促动器。传感器装置理解为各种测量装置。这足以由转速计通过振动的加速度或速度传感器无接触或解触地实现。测量结果的信号被传输到一个用于有效地主动控制促动器，以抑制辊套振动的控制装置上。业已证明，促动器的脉冲优选在一定的频带中进行。在此规定，在运行中由促动器施加到辊套上的压力以100至400的频率脉动。优选在辊子中设置总共最多8个促动器。人们发现，可以尤其有效地将这些促动器放置在辊子系统的振动波幅附近或在振动波幅中。为此，几个支承元件，甚至只有一个支承元件就足以达到减小振动的效果。优选促动器对称地分别在辊子的长度和/或圆周上。由此抑制了不均勻地作用在纤维幅面的宽度上的影响。如果辊子只在一侧通过促动器获得“波幅”，那么幅面在这个位置必要时比其它地方更严实地压缩。在方法方面，本发明所要解决的技术问题通过按本发明的方法解决。因此，在由按本发明的辊子和配对辊构成的系统中由此抑制振动，即，以这样的压力激活促动器，使得系统的总刚度在100至400赫兹的范围内上升至少10%。每个由两个辊子组成的系统都具有一个特有的固有频率和固有的刚度。这两个参数目前能够很容易地用数学方法确定。S-辊的辊套和S-辊的轴承装置对刚度来说是一个重要的影响因素。通过促动器附加地支承可以明显改变总刚度并因此明显改变固有频率，这又导致抑制了振动。结果表明在这种系统中，例如砑光机中，通过促动器足以将总刚度增大10%。那么就可以防止大多数由固有频率引起的振动。在所述的S-辊中有利的是，促动器由液压、尤其是静液压作用的、下方具有压力腔的支承元件构成，因为由此可以通过简单的方式将所需的压力施加到辊套上，并且在静液压的情况下还可以几乎无摩擦地进行。如果改变压力腔中的压力来激活抑制振动的装置，是有利的。优选根据振动测量值可调地用压力激活支承元件。这使得压力能够脉冲地加载到辊套上，从而减弱振动。
以下根据实施例参照附图详细说明本发明。在附图中图1是按本发明的S-辊子示意剖切的横截面图；图2是辊子系统的纵向截面示意图。
具体实施例方式在图1中，可见按本发明的辊子1的截面。该辊子与虚线示出的配对辊3 —起工作，以便在它们之间所谓的辊隙中处理同样用虚线表示的纤维幅面2。辊子1具有一个旋转的辊套4和一个固定的轴5。在该辊套和轴之间设置有纵向密封件6，该纵向密封件6将环形腔7分成上腔室8和下腔室9。这两个腔室充满不同压力的压力流体，一般是油。通道10设计为用于腔室8、9输入或输出压力流体的通道。腔室8 和9中不同的压力使辊子1能够与配对辊3相适应地弯曲。出于各种原因，例如待处理的纤维幅面不平整或辊子不圆，由辊子1和配对辊3构成的系统容易振动。通过轴承装置仅在很困难的情况下才能减轻这种振动。因此，为了辊套4和轴5之间更稳固的连接的目的， 使用促动器11，在该实施例中使用至少一个静液压的支承元件12，该支承元件12抵靠在轴 5上，并相对辊套4压紧。该支承元件12由一个在压力腔13中导引的活塞15构成，该活塞具有相对辊套4压紧的接触头16。通常，从压力腔13中出来的接触头16-在此未示出-受到静液压的润滑。此外，压力腔通过密封件14密封。可以按未示出的方式设置仅一个通风管道，以便压力腔13中的空气不会导致刚度损失。在压力腔之前，在压力流输送导管17中前设置一个可以缓冲支承元件12上的振动的节流阀18。用于测量振动的传感器装置19将其测量信号通过控制线20传输到控制装置22 上，该控制装置22又通过控制线21用于这样地供给压力腔13中的支承元件12脉冲的压力，使得干涉地减小系统的振动。也就是通过支承元件12下方的压力腔13用压力将反向振动传递到辊套4上。在图1中可见四个分布在圆周上的支承元件。这些支承元件12中没有一个的作用方向朝向与配对辊3 —起形成的辊隙。由此抑制了支承元件12对纤维幅面2处理的负面影响。图2示出促动器11在与配对辊3共同作用的辊子1中的布置。为了更清楚地显示，在辊子1、3的挤压平面中示出促动器11，在此也就是支承元件12。促动器沿轴向精确地设置在预计出现系统的振动波幅的地方，这些地方在安装之前用数学模型被明确。优选在100至400赫兹的频率范围内通过压力流输送导管17用压力激活支承元件。这随着由两个辊子1和3组成的系统的总刚度提高至少10%出现，并且导致振动被明显减小，因为相应地移动了固有频率。附图标记清单
1 棍子
2纤维幅面
3配对辊
4 棍套
5 轴
6 纵向密封件
7环形腔
8上腔室
9下腔室
10通道
11促动器
12支承元件
13压力腔
14密封件
15活塞
16接触头
17压力流输送导
18节流阀
19 传感器装置
20 控制线
21 控制线
22 控制装置
权利要求
1.一种辊子，具有环形的、支承在抗扭的轴( 上的空心辊套G)，该空心辊套为处理纤维幅面( 与配对辊( 一起形成辊隙，其中，在所述辊套(4)和所述轴( 之间的环形腔由至少两个轴向的密封件(6)分成至少两个腔室(8、9)，所述腔室为实现希望的辊子挠度可用不同压力的压力流体填充，其特征在于，在运行过程中可通过至少一个支承在所述轴上的促动器(11)向所述辊套(4)施加压力。
2.如权利要求1所述的辊子，其特征在于，所述促动器(11)能够通过液压、气动或电磁作用的器件将所述压力施加到所述辊套(4)上。
3.如权利要求1或2所述的辊子，其特征在于，至少一个促动器(11)是液压作用的支承元件。
4.如权利要求3所述的辊子，其特征在于，所述液压作用的支承元件是一个下方设有压力腔(1 的静液压支承元件(12)。
5.如权利要求1至4之一所述的辊子，其特征在于，所有促动器(11)的作用方向都不经过所述辊隙。
6.如权利要求4所述的辊子，其特征在于，通过一压力流输送导管(17)向所述压力腔 (13)供给压力流，一节流阀(18)位于在该压力流输送导管(17)中。
7.如权利要求1至6之一所述的辊子，其特征在于，由所述促动器(11)施加的压力在运行中是脉动的。
8.如权利要求1至7之一所述的辊子，其特征在于，在所述辊子上或其内安装一个与控制装置0 连接的传感器装置(19)，该控制装置0 控制至少一个所述促动器(11)。
9.如权利要求7或8所述的辊子，其特征在于，由所述促动器(11)施加的压力在运行中以100至400的频率脉动。
10.如权利要求1至9之一所述的辊子，其特征在于，在所述辊子(1)中总共最多设置 8个促动器(11)。
11.如权利要求1至10之一所述的辊子，其特征在于，所述促动器(11)对称地分布在所述辊子(1)的长度和/或圆周上。
12.一种用于在由按权利要求1所述辊子(1)和配对辊(3)构成的系统中抑制振动的方法，其特征在于，以这样的压力激活所述促动器(11)，使得所述系统的总刚度在100至 400赫兹的范围内上升至少10%。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述促动器(11)由至少一个液压，尤其是静液压作用的、带有位于下方的压力腔(13)的支承元件(12)构成。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，改变所述压力腔(13)中的压力来激活所述抑制振动效应。
15.如权利要求13所述的方法，其特征在于，根据振动测量值调节地通过压力激活至少一个支承元件(12)。
全文摘要
本发明涉及一种辊子，其具有支承在抗扭轴(5)上的、为处理纤维幅面(2)与配对辊(3)一起形成辊隙的、环形的空心辊套(4)，其中，在所述辊套(4)和所述轴(5)之间的环形腔由至少两个轴向的密封件(6)分成至少两个为达到轧辊期望挠度充满不同压力的压力流体的腔室(8、9)。为了在运行时减小辊套的振动，通过至少一个支承在所述轴上的促动器(11)将压力施加到所述辊套(4)上。
文档编号D21G1/02GK102191712SQ201110040458
公开日2011年9月21日 申请日期2011年2月18日 优先权日2010年2月18日
发明者乔切恩·尼曼, 拉斯·克鲁格 申请人:沃依特专利有限责任公司