用于卷绕材料幅的设备和方法技术

本发明专利技术涉及一种用于将材料幅卷绕在卷筒(5)上的设备，所述设备具有至少一个辊子(2，3)，卷筒在卷绕时支承在辊子上并且在卷绕时以最大旋转频率转动，其中，所述辊子在每个辊端各通过一个轴承(7，8)支承在轴承装置中，并且所述辊子(2，3)及其轴承装置具有第一固有频率。也希望能够在问题尽可能少的情况下卷绕振动临界的材料幅。为此可将所述第一固有频率设置为小于辊子的最大旋转频率。

【技术实现步骤摘要】
用于卷绕材料幅的设备和方法
本专利技术涉及一种用于将材料幅卷绕成卷筒的设备，所述设备具有至少一个辊子，卷筒在卷绕时支承在该辊子上并且使其在卷绕时以最大旋转频率转动，其中，所述辊子在每个辊端通过轴承支承在轴承装置中，并且所述辊子及其轴承装置具有第一固有频率。此外，本专利技术还涉及一种用于将材料幅卷绕成卷筒的方法，其中，将所述卷筒支承在至少一个辊子上，该辊子在卷绕时以最大旋转频率转动。
技术介绍
下面以纸幅作为材料幅的例子对本专利技术进行说明。然而，本专利技术也可应用于出现类似问题的其它材料幅。用于卷绕纸幅的设备达到大于10米的较宽工作幅宽。其中，在纵向分割幅面的情况下，该设备制出的卷筒的最终直径可达1.6米或更大。在未分割幅面的情况下，其最终直径则可以达到3.5米或更大。在卷绕纸幅时，会反复观察到卷绕设备出现振动。但由于多种原因，这种振动都是不被期望的。一方面，振动会带来噪音。另一方面，也会降低所制造的卷筒的质量。在临界状态下，振动则可能强烈到使卷筒弹出卷绕设备的程度。尤其当卷绕纸幅的静摩擦值较高时，会导致不期望发生的强烈的振动现象。而所述纸张类型通常指振动临界的纸。当纸层之间的静摩擦值大于0.5，特别是达到0.7甚至更大值时，会出现这种情况。人们认为，振动是由于卷筒引起的自激励效应。由于纸层之间的静摩擦系数较高，因而大大抑制卷绕纸幅时常见的层错移。这导致在卷筒外围上会产生动态决定的卷绕硬度差，从而导致卷筒外周上的半径改变，因为缺少了层错移而无法对卷绕硬度差进行足够的补偿。在辊子上的卷筒的任何动态形变或者是说动态卷绕载荷中会剩下一小部分作为位置固定的保留变形，所述变形在重新进入卷绕接触区域时起到像行程激励一样的作用。在卷绕转数的若干谐波与由辊子和卷筒构成的卷绕系统的特定固有频率共同作用的情况下，这种再生效应就会导致使振动本身得以强化的自激励过程。迄今为止，人们都尝试这样来解决这个问题，即，将系统的第一固有频率，也就是最低固有频率设置得较高，使得卷绕设备在运行时无法达到该固有频率。因此，这一公知的系统是基于所述辊子的最高转数而设置的。其中，当卷绕设备启动时仅允许最高转数以下的旋转频率。当卷筒加速至最大卷绕速度并且在所进入的主卷绕阶段仍具有最小直径时，卷筒有效作用于卷绕辊子的激励频率为最大。那么，随着卷筒直径的增大并且当材料幅被恒速导入时，卷筒的旋转频率和由其作用于卷绕辊子的激励频率则又相应地下降。人们还尝试通过适当的阻尼器来减少振动的出现。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术主要要解决的技术问题是，能够在问题尽可能少的情况下卷绕振动临界的材料幅。在上述类型的设备中，通过使得第一固有频率小于辊子的最大旋转频率来解决这一技术问题。在这种构型下，所述设备一达到最大卷绕速度就可以超临界运行，也就是说，辊子的旋转频率大于由辊子和轴承装置构成的系统的固有频率。从而能够在(非圆形)卷筒的行程激励与振动的辊子连同所承载的卷筒的系统响应之间实现约为180°的相移。即使没有完全达到所述相移，也可通过对振动进行阻尼或者是说不像此前那么强烈地激励振动，从而实现十分积极的效果。优选所述卷筒在达到其最大直径时降低旋转频率，并且第一固有频率小于卷筒的所述降低的旋转频率。如上所述，反复以恒定的速度来卷绕材料幅。这导致卷筒的转数随着卷筒直径的递增而递减。然后，将由辊子和轴承装置构成的系统的固有频率选择得更小，即小于卷筒在达到其最大直径时的降低的旋转频率。所述最大直径通常由卷绕设备给定。这同样适用于材料幅所需的导入速度并因此适用于辊子的最大旋转频率，即其在卷绕过程开始将材料幅加速至所需传输速度时达到的最大旋转频率，而该旋转频率通常在主卷绕阶段期间基本保持恒定。优选所述轴承装置具有随激励频率变化的刚度。因此，会得到不同于动刚度的静态刚度(如辊子的激励频率等于零)，当以较高的激励频率激励辊子时，才会出现动刚度。其中，所述刚度为一个辊子的两个轴承的刚度总和。其中，优选所述轴承装置具有大于辊子刚度的静态刚度。因此，该轴承装置用于低频(f→0，或f＜0.1Hz)载荷，即相对于长时间作用的载荷是相对刚性的，使得即使出现更大的作用力，如成品卷筒的重力，辊子也不会发生任何位移。其中，优选所述静态刚度至少为辊子刚度的2倍。因此，可将静态刚度选定为较大值。优选所述轴承装置具有小于辊子刚度的动刚度。随着激励频率的增加，轴承装置的刚度因而下降，使得轴承装置较少地抑制辊子的振动。因此，轴承装置在振幅方面回收到确定的限值以内。在卷绕过程中，始终通过多重作用，也即叠加地激励辊子。所述激励由于主要是基于卷筒的，因而也会不断改变。在大范围内可更好地预测基于辊子实际旋转频率的激励，并且，这种激励在达到临界卷绕状态时起到的作用也是次要的。其中，优选所述动刚度最大为辊子刚度的50％。因此，轴承装置的动刚度和静态刚度之间存在巨大差异。所述轴承具有液体静压轴承，该液体静压轴承具有至少一个被供给液压流体的第一轴承油室。可以两种方式：即以恒定体积流或通过节流阀以恒定预压，将液压流体供给轴承油室，其中，所述预压明显大于轴承油室中的压力。两种方式都会导致静态位置调整。而无论在何种情况下，在轴承油室边沿上都会根据载荷出现基本平均相等的油隙。然而，也可能承受暂时或者说高速的运动，例如暂时振动或高速振动。由于间隙变化所起到的静态载荷的作用是非常小的，因此无需例如对辊子定位进行电子调整。优选所述轴承油室通过节流阀与蓄压器相连。在辊子的振动运动中，该蓄压器会暂时容纳不能通过轴承油室边沿上的间隙排出的流体，所述流体在辊子的相对运动下再被排出。其中，所述流体流经节流阀，由此实现阻尼。因而，能量也借助该节流阀被导出振动系统。因此，由液体静压轴承与设有节流阀的蓄压器构成的组合使得轴承的动态特性与静态特性差异明显，从而可通过简单的方式实现静态状态和动态状态下的不同刚度。优选所述节流阀具有可调流阻。因而阻尼可调。从而可通过简单的方式影响轴承的动刚度，使得所述动刚度被设定为产生尽可能小的振动。优选所述节流阀与可从外部操作的调节装置相连。那么，一旦将节流阀置入轴承内，也可相应地改变动刚度。由此也能够实现适配的阻尼，也就是说，可根据情况来设定动刚度和阻尼。优选所述液体静压轴承与弹簧装置串联设置。所述弹簧装置例如可形成轴承油室方向上的预压。可用其将将轴承整体调节得更硬。优选至少为另一液体静压轴承设置至少一个第二轴承油室，所述第二轴承油室被供给恒定体积流的液压流体，其中，第二轴承油室与第一轴承油室的工作方向不同。例如可将第一轴承油室的工作方向与第二轴承油室的工作方向之间的角度成90°。由此可从两个或更多的方向支承轴承。因此，也就不限于仅在重力方向上静压地支承所述轴承。优选将至少一个轴承油室分为两个子油室，其中，各通过一个输入节流阀为每个子油室供应流体。通过这种构型，可防止轴承相对于轴承油室倾翻。相反，也使得所述轴承始终通过其整个支承面与轴承油室的边沿保持平行。所述技术问题在上述类型的方法方面通过使辊子超临界运行而得以解决。卷绕设备一旦达到最大卷绕速度就可以超临界运行，也就是说，辊子的旋转频率要大于由辊子与其轴承装置即两个辊端上的轴承构成的系统的固有频率。如上所述，因此能够在由卷筒引起的行程激励与振动的辊子连同支承的卷筒的系统响应之间本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将材料幅卷绕成卷筒(5)的设备，所述设备具有至少一个辊子(2，3)，卷筒(5)在卷绕时支承在辊子上并且在卷绕时卷筒以最大旋转频率转动，其中，所述辊子(2，3)在每个辊端通过轴承(7，8)支承在轴承装置中，并且所述辊子(2，3)及其轴承装置具有第一固有频率，其特征在于，所述第一固有频率小于辊子(2，3)的最大旋转频率。

【技术特征摘要】
2011.03.25 DE 102011006161.41.一种用于将材料幅卷绕成卷筒(5)的设备，所述设备具有至少一个辊子(2，3)，卷筒(5)在卷绕时支承在辊子上，并且在卷绕时所述辊子以最大旋转频率转动，其中，所述辊子(2，3)在每个辊端通过轴承(7，8)支承在轴承装置中，并且所述辊子(2，3)及其轴承装置具有第一固有频率，其特征在于，所述第一固有频率小于辊子(2，3)的最大旋转频率，其中，所述轴承装置具有大于辊子(2，3)刚度的静态刚度。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述卷筒(5)在达到卷筒(5)的最大直径时以降低的频率转动，并且第一固有频率小于卷筒(5)的所述降低的频率。3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述轴承装置具有随激励频率变化的刚度。4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述静态刚度至少是辊子(2，3)刚度的两倍。5.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述轴承装置具有小于辊子(2，3)刚度的动刚度。6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述动刚度最大为辊子(2，3)刚度的50％。7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述轴承(7，8)具有液体静压轴承，该液体静压轴承...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·范哈格，
申请(专利权)人：沃依特专利有限责任公司，
类型：发明
国别省市：