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    • 专利摘要:
    Aufgabe dieser Erfindung ist ein Verfahren zur Dämpfung der Schwingungen eines trägerartigen Stücks (1). An der Verbindung des trägerartigen Stücks (1) wird zumindest ein Schwingungsdämpfer (2) angebracht, dessen Eigenfrequenz so gewählt wird, dass sie niedriger als die Frequenz oder das Frequenzband der zu dämpfenden Schwingung ist.
    公开号:DE102004029792A1
    申请号:DE200410029792
    申请日:2004-06-19
    公开日:2005-01-13
    发明作者:Mika Kaisanlahti；Heli Lahti；Asko Mattila；Mika Olkkonen
    申请人:Metso Paper Oy；
    IPC主号:F16F7-116
    专利说明:
    [0001] Gegenstanddieser Erfindung ist ein Verfahren nach Anspruch 1 der Patentansprüche zurDämpfungsschwingungeines trägerartigenStücks.
    [0002] Gegenstandder Erfindung ist auch ein schwingungsgedämpftes trägerartiges Stück.
    [0003] Zweckder Kalandrierung ist eine Erhöhung vonGlätteund Glanz fürPapier und Karton sowie eine Verbesserung von sonstigen Eigenschaftender Druckoberfläche.Bei der Kalandrierung von Papier und Karton wird die Bahn in einemvon zwei entgegengesetzten Walzen gebildeten Walzenspalt geformt.Die Kalanderwalzen können eineharte oder weiche Oberflächeaufweisen. Die Oberflächenschichtvon Walzen mit weicher Oberflächebesteht aus Papier, sonstigem Fasermaterial oder aus Polymermaterial.Die Thermowalzen mit weicher Oberfläche werden allgemein aus Gusseisengefertigt, und diese könnenmit Öl,Dampf oder auf andere Weise erwärmtoder gekühltwerden, zum Beispiel durch Induktionserwärmung.
    [0004] BeiLangwalzenspalt-Kalandern wird die eine Walze durch einen Belastungsschuhund einen diesen umgebenden Riemen ersetzt.
    [0005] Während desKalanderbetriebs bleiben den Kalandrierungsabdruck schwächende Verunreinigungenauf den Umhüllungsflächen haften;solche Verunreinigungen sind z.B. Streichmasse, Klebebandreste odervon der Bahn abgetrennte Papierstücke, die insbesondere an Walzenoberflächen mitPolymerbeschichtung wegen der fürPolymerbeschichtungen typischen elektrischen Aufladung haften bleiben.Die an der Walzenoberflächeanhaftenden Klebeband- und Papierstücke können außer auf der Beschichtung derzu kalandrierenden Bahn auch auf der Walzenbeschichtung Spuren verursachen.Eine Walzenspaltbelastung von 300–450 kN/m verursacht auf derWalzenumhüllungeinen in Radialrichtung typischen Durchhang von 60–120 μm, so dassein auf der Walzenoberflächebefindliches 90 μmgroßesPapierstückgroße örtlicheBelastungen auf der Walzenoberflächeverursachen kann.
    [0006] Umeine Beschädigungvon Bahn und Walzenbeschichtung zu verhindern, werden die an der Walzenoberfläche anhaftendenVerunreinigungen währenddes Kalanderbetriebs mit einem Schaber entfernt. Bei einer Bahnrisssituationverhindert der Schaber zudem, dass sich die Bahn um die Walze wickelt.Im Schaber befindet sich parallel zur Walzenachse ein Schaberträger, andem ein das Schabermesser haltender Messerhalter befestigt ist.Das Schabermesser wird mittels pneumatischen Belastungsschläuchen gegendie Walze gedrückt.Der Schaberträgerist allgemein geschweißtausgeführt, weshalbdie Dämpfungskapazität für die Schwingungendes Schaberträgersgering ist. Darum wächstdie Schwingungsamplitude mit verhältnismäßig kleinen resonanzfrequenzlichenErregern auf ein beeinträchtigendesNiveau an. Die im Schaberträgervorkommenden Schwingungen sind sowohl vertikal als auch horizontalund könnensowohl aus harmonischen als auch impulsartigen Anregungen entstehen.Der Schaberträgerist an dem gleichen Trägerwie die Walze befestigt, weshalb sich plötzliche Bewegungen der Walzen über denTrägerauf den Schaberträger übertragenund als Impulserreger fungieren, die den Träger mit ihrer kritischen Eigenfrequenzzum Schwingen bringen. Außerdemwerden durch die sich drehende Walze, gegen die das Schabermesser gedrückt wird,sowohl harmonische als auch impulsarti ge Anregungen über denMesserhalter auf den Schaberträger übertragen.Falls die Erregerfrequenz der Walze die gleiche wie die Eigenfrequenzdes Schaberträgersist, beginnt der Trägermit seiner Eigenfrequenz zu schwingen.
    [0007] ZurZeit ist man bestrebt, die von den harmonischen Anregungen verursachtenSchwingungen durch eine größere Dimensionierungder Eigenfrequenz des Schaberträgersals die der durch die Rotation der Walze verursachte harmonischeSchwingungsfrequenz zu verhindern. Auf die Größe der Eigenfrequenz des Trägers wirkendessen Masse, Steifheit und Art der Abstützung ein. Eine Erhöhung derkritischen Eigenfrequenz des Trägersvermehrt allgemein Größe und Gewichtdes Trägers,was die Konstruktion des Trägerserschwert und die Fertigungskosten anhebt. Die Erhöhung derkritischen Eigenfrequenz des Trägerswirkt sich jedoch nicht auf die von den impulsartigen Anregungenverursachten Schwingungen aus, da die auf den Träger ausgerichtete impulsartigeAnregung das breite Frequenzband anregt.
    [0008] Aufgabedieser Erfindung ist die Bereitstellung eines neuartigen Verfahrenszur Dämpfungvon Trägerschwingungen.Aufgabe der Erfindung ist auch die Bereitstellung eines neuartigenschwingungsgedämpftenTrägers.
    [0009] DieErfindung beruht darauf, dass an der Verbindung des sich nicht drehendenträgerartigen Stücks, vor zugsweisean der Wölbungsstelleder zu dämpfendenSchwingungsform, zumindest ein Schwingungsdämpfer verwendet wird, dessen Schwingungseigenfrequenzderart eingestellt wird, dass diese niedriger ist, vorzugsweisewesentlich niedriger als die Frequenz oder der Frequenzbereich desTrägers,der gedämpftwerden soll. In einer vorteilhaften Anwendungsform der Erfindungsetzt sich der Dämpferaus einem die Schwingungsenergie des Trägers absorbierenden Dämpfungselementsund einer auf den Raum des Dämpfungselementsangepassten Masse zusammen. Das Dämpfungselement absorbiert dieSchwingungsenergie des Trägersund wandelt diese in eine andere Energieform um, z.B. unter Nutzungvon Massenträgheitin Wärme.
    [0010] Genauergesagt ist fürein Verfahren nach der Erfindung charakteristisch, was im Anspruch1 der Patentansprüchedargestellt ist.
    [0011] Hinsichtlicheines trägerartigenStücksnach der Erfindung ist charakteristisch, was im Anspruch 6 der Patentansprüche dargestelltist.
    [0012] Mitder Erfindung werden beachtliche Vorteile erreicht.
    [0013] Mittelsdes Verfahrens nach der Erfindung können die Schwingungen des Trägers effektivgedämpftwerden. Da der Schwingungsdämpferunter Nutzung von Massenträg heitfunktioniert, dämpfter auch Schwingungen, die auf anderen als auf der Eigenfrequenzdes Trägersvorkommen. Außerdemist ein Dämpfernach der Erfindung von der Konstruktion her einfach und leicht ander Verbindung des zu dämpfendenTrägerszu montieren.
    [0014] DieErfindung wird im Folgenden genauer mittels der beiliegenden Zeichnungenbeschrieben.
    [0015] 1 stellt als grundsätzlichePerspektivabbildung ein schwingungsgedämpftes trägerartiges Stück nachder Erfindung dar.
    [0016] 2 stellt den Dämpfer von 1 von vorne abgebildet dar.
    [0017] Derin 1 dargestellte Träger 1 istzum Beispiel ein Schaberträgerder Kalanderwalze. Der Schaberträgersitzt parallel zur Walzenachse, und der Träger 1 ist an seinenEnden an die gleichen Trägerbefestigt wie die abzuschabende Walze. Der Schaberträger 1 istallgemein geschweißtausgeführt undkapselartig. An den Trägerbalkenist ein das Schabermesser haltender Messerhalter befestigt. DasSchabermesser wird durch pneumatische Belastungs- und Entlastungsschläuche andie Walze gedrücktund von dieser abgerückt.Füllt sichder Belastungsschlauch mit Luft, drückt sich das Schabermessergegen die Walze, und rücktvon dieser ab, wenn der Belastungsschlauch entlüftet wird. Der Schaber wirdmittels Drehzylinder in eine Wartestellung gedreht. Der Drehzylinderkann hydraulisch oder pneumatisch sein. Das Schabermesser bestehtnormalerweise aus Verbundmaterial.
    [0018] ZurDämpfungder Schwingungen des Trägers 1 istan die Verbindung des Trägers 1 eindie Schwingungsenergie absorbierender so genannter Feder-Masse-Dämpfer 2 angepasst.Der Dämpfer 2 istan der Oberflächedes Trägers 1 befestigt,wodurch er die Schwingungen in Richtung der Y-Achse bzw. die Schwingungendes Trägers 1 inVertikalrichtung des in 1 dargestelltenKoordinatensystems dämpft.Eine entsprechende Dämpfungin Richtung Y-Achse wird auch mit einem an der Unterfläche des Trägers 1 angebrachtenDämpfererreicht. Falls eine in Richtung der X-Achse des Koordinatensystems bzw.in Breitenrichtung des Trägers 1 erfolgende Schwingunggedämpftwerden soll, ist an der Vorderflächeund/oder Hinterflächedes Trägers 1 ein Dämpfer anzubringen.
    [0019] DerDämpfer 2 istan der Wölbungsstelleder zu dämpfendenSchwingungsform an dem Träger 1 bzw.an der Stelle befestigt, an der die Amplitude der zu dämpfendenSchwingungsform am größten ist. Fallsan dem Träger 1 mehrereWölbungsstellenvorhanden sind, wird an jeder Wölbungsstelleein Dämpfer 2 angebracht.Gegebenenfalls könnenan der Wölbungsstelleauch mehrere Dämpfer 2 angebracht werden.Da der Dämpfer 2 prak tischnicht punktartig ist, wird er symmetrisch an beiden Seiten der Wölbungsstelleso angepasst, dass der Mittelpunkt der Dämpfungswirkung sich an derWölbungsstelleder zu dämpfendenSchwingungsform befindet. Falls der Träger 1 an beiden Endeabgestütztist, liegt die Wölbungsstelleder zu dämpfendenSchwingungsform normalerweise zwischen den Abstützpunkten im Mittelpunkt desTrägers 1,wodurch die Distanz von der Wölbungsstellezu beiden Abstützpunktengleich groß ist.Falls der Träger 1 anbeiden Enden zusätzlichauch am Mittelpunkt abgestütztwird, gibt es entsprechend an dem Träger 1 üblicherweisezwei Wölbungsstellender zu dämpfendenSchwingungsform, die sich zwischen dem in der Mitte des Trägers 1 liegendenAbstützpunktund dem am Ende des Trägers 1 liegendenAbstützpunktenbefinden.
    [0020] DerDämpfer 2 istmit einem die Schwingungsenergie absorbierenden Dämpfungselement 3 versehen,das mit den Halteklammern 5 mit seinem einen Ende an derWölbungsstelleder zu dämpfendenSchwingungsform des Trägers 1 befestigtist. Am anderen Ende des Dämpfungselements 3 istdie Masse 4 befestigt. Das Dämpfungselement 3 istsowohl federnd als auch dämpfend.In der in den Zeichnungen dargestellten Anwendungsform ist das Dämpfungselement 3 miteinem zu einer Spirale gebogenen Stahlseil versehen und umfasstzwei Seilspiralreihen, die parallel in Längsrichtung (Z) des Trägers 1 angebrachtsind. Die Unterseiten der Seilspiralen sind an den un teren Halteklammern 5 unddie Oberseiten an den oberen Halteklammern 6 befestigt.Die Masse 4 ist an den oberen Halteklammern 6 befestigt.Die unteren Halteklammern 5 und die oberen Halteklammern 6 sindaus einem eine gute Schwingungsdämpfungsfähigkeitaufweisenden Material gefertigt, zum Beispiel aus Aluminium, unddie Strängedes Drahtseils bestehen zum Beispiel aus rostfreiem Stahl.
    [0021] DasDämpfungselement 3 federtin alle Richtungen und absorbiert wirksam stoßartige Belastungen. Da dieMasse 4 abgestütztund nur am Dämpfungselement 3 befestigtist, kann es sich frei im Raum des Dämpfungselements 3 bewegen.Die Masse 4 wirkt den von den Schwingungen des Trägers 1 verursachtenBewegungen entgegen, wodurch das zwischen Masse 4 und Träger 1 liegende Dämpfungselement 3 Kräften ausgesetztist, deren verursachte Bewegung sich im Dämpfungselement 3 ineine andere Energieform umwandelt, normalerweise in Wärmeenergie.Wird im Dämpfungselement 3 einDrahtseil verwendet, scheuern sich die darin befindlichen Stränge beimBewegen des Drahtseils aneinander, wodurch als Folge der ReibungWärme entsteht.Da der Dämpfer 2 unterNutzung von Massenträgheitfunktioniert, kann dieser eine auf verschiedenen Frequenzen erfolgendeSchwingung des Trägers 1 dämpfen.
    [0022] DieMasse 4 sowie die Federkonstante und der Dämpfungsfaktordes Dämpfungselements 3 werdenso gewählt, dassdie Eigenfrequenz des Dämpfers 2 niedrigerist als die Frequenz oder das Frequenzband des Trägers 1,die gedämpftwerden sollen. Die zu dämpfendeFrequenz ist normalerweise die Eigenfrequenz des Trägers 1 oderdas zu beiden Seiten befindliche schmale Frequenzband der Eigenfrequenz.Die Eigenfrequenz des Dämpfers 2 wirdso eingestellt, dass diese weniger als 99 % von der Frequenz derzu dämpfendenSchwingung beträgt,vorzugsweise weniger als 90 %. Das Verhältnis der Masse des Trägers 1 zurMasse 4 des Dämpfers 2 beträgt in einerAnwendungsform nach der Erfindung ca. 1:10. Auf die Größe der Federkonstanteund des Dämpfungsfaktorsdes Dämpfungselements 3 kannu.a. durch Veränderungder Anzahl der Stränge desDrahtseils, der Maßeund der Steifheit der im Drahtseil zu verwendenden Stränge, derFlechtart der Strängesowie der Anzahl und Maßeder Drahtseilglieder und Drahtseilgliedreihen eingewirkt werden.Die vorstehend beschriebenen Reibungsdämpfungselemente 3 sindallgemein mit verschieden großenFederkonstante- und Dämpfungsfaktorenwerten erhältlich.
    [0023] DieErfindung hat vom vorstehend Beschriebenen abweichende Anwendungsformen.
    [0024] AlsDämpfungselement 3 kannanstelle oder zusätzlichzum vorstehend beschriebenen Reibungsdämpfer auch einen Flüssigkeitsdämpfer, Gasdämpfer, Gummioder ein anderes einer Bewegung entgegen wirkendes Element ha ben,das eine großeinnere Dämpfungskapazität aufweist.Dämpfungselemente diesesTyps sind in mehreren Ausführungenerhältlich,und auch die Konstruktion eines solchen stellt für den Fachmann keine Schwierigkeitdar. Der Dämpfer 2 kanngegebenenfalls an die oder den Wölbungsstellender zu dämpfendenSchwingungsform an der Innenseite des Trägers 1 angebrachtwerden. Der Dämpfer 2 kannauch zur Dämpfungder Schwingungen von anderen trägerartigenund nicht drehenden Maschinenteilen verwendet werden. DerartigeMaschinenteile sind u.a. Schaberträger, Messträger, Messrahmen, nicht drehendeAbtriebswalzen, Kalanderanfeuchter, Pressen, Yankee-Zylinder, Trommeltrocknerund Streicheinrichtungen der Streichanlagen von Papiermaschinen.
    权利要求:
    Claims (8)
    [1] Verfahren zur Dämpfung von Schwingungen einesträgerartigenStücks(1), dadurch gekennzeichnet, dass an der Verbindungdes Stücks(1) zumindest ein Schwingungsdämpfer (2) angepasst wird,dessen Eigenfrequenz niedriger ist als die Frequenz oder das Frequenzbandder zu dämpfenden Schwingung.
    [2] Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass als Schwingungsdämpfer(2) ein an dem Stück(1) zu befestigendes, federndes und dämpfendes Dämpfungselement (3)verwendet wird, in dessen Raum eine Masse (4) angepasstist.
    [3] Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,dass der Schwingungsdämpfer(2) an der Wölbungsstelleder zu dämpfendenSchwingungsform angebracht wird.
    [4] Irgendein Verfahren nach Patentanspruch 2, dadurchgekennzeichnet, dass als Dämpfungselement(3) ein Drahtseil verwendet wird.
    [5] SchwingungsgedämpftesträgerartigesStück (1),gekennzeichnet, zumindest durch einen an die Verbindung des Stücks (1)angepassten Schwingungsdämpfer(2), dessen Eigenfrequenz so gewählt ist, dass sie niedrigerist als die Frequenz oder das Frequenzband der zu dämpfendenSchwingung.
    [6] Stück(1) nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dassder Schwingungsdämpfer(2) ein an dem Stück(1) zu befestigendes, federndes und dämpfendes Dämpfungselement (3)umfasst, in dessen Raum eine Masse (4) angepasst ist.
    [7] Stück(1) nach Patentanspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet,dass der Schwingungsdämpfer(2) an der Wölbungsstelleder zu dämpfenden Schwingungsformangebracht ist.
    [8] Träger(1) nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dassdas Dämpfungselement(3) ein Drahtseil umfasst.
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    引用文献:
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    法律状态:
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    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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