專利名稱：旋轉(zhuǎn)輥主動(dòng)減振裝置和處理料幅尤其是紙或紙板幅的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一個(gè)用于主動(dòng)降低旋轉(zhuǎn)輥中不希望有的振動(dòng)的裝置。該裝置包括一種用于探測(cè)不希望有的振動(dòng)的傳感器配置，以及一個(gè)動(dòng)力單元裝置，該動(dòng)力單元裝置以降低上述不希望有的振動(dòng)為目的，根據(jù)上述探測(cè)結(jié)果影響上述輥。按本發(fā)明的裝置例如用在用于制造和/或加工特別是涂布料幅尤其是紙或紙板幅的機(jī)器中。
例如由DE 196 52 769 A1業(yè)已已知上述類型的裝置。根據(jù)第一實(shí)施方案，該已知裝置中的振動(dòng)傳感器位于一支承位置，亦即，位于輥的支承位置。根據(jù)第二實(shí)施方案，在DE 196 52 769中建議，將振動(dòng)傳感器設(shè)在機(jī)器的中心處。在一實(shí)驗(yàn)配置中，采用了一電容式傳感器。這一傳感器位于機(jī)器中心，亦即在縱向輥中心區(qū)域，靠近基本上圓筒形的輥筒體。
將振動(dòng)傳感器定位于機(jī)器中心區(qū)域中有如下好處由于距輥的支承位置較遠(yuǎn)以及由此而導(dǎo)致的輥的明顯的“擺動(dòng)”(例如由于附加的撓曲振動(dòng)影響)，在這一位置可以以較大的精度探測(cè)振幅。然而，不足之處是，電容式傳感器必須定位于靠近輥表面的附近。一方面，當(dāng)將此減振裝置用于制造和/或涂布料幅尤其是紙或紙板幅的機(jī)器中時(shí)，如果出現(xiàn)料幅斷裂并隨后產(chǎn)生所謂的輥的“纏繞”，則存在損壞傳感器的危險(xiǎn)。另一方面，還有因涂布介質(zhì)、纖維成分等的污染而損害傳感器功能的危險(xiǎn)。而且，緊緊鄰接輥的筒體表面定位的傳感器使得維護(hù)或操作人員更難于接近輥筒體?？傊?，業(yè)已證明，精確地探測(cè)涂布表面例如橡膠涂布表面和/或覆蓋有一層涂布介質(zhì)的表面上的振幅是困難的。
定位于輥的支承位置處的傳感器沒有表現(xiàn)出上述缺點(diǎn)。然而，由于支承位置與不希望有的輥振動(dòng)的振動(dòng)節(jié)點(diǎn)重合，在支承位置處以必須的精度探測(cè)振幅遠(yuǎn)遠(yuǎn)比在機(jī)器中心區(qū)域中困難。
由WO 97/03832已知一種方法和一種裝置，用于降低旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)中的撓曲振動(dòng)，此旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)成用在輪轉(zhuǎn)凹版印刷機(jī)中的壓印滾筒上。在這種類型的輪轉(zhuǎn)凹版印刷機(jī)中，料幅的工作寬度和行進(jìn)速度明顯不同于在制造和/或涂布料幅的機(jī)器中的情形。
有鑒于此，本發(fā)明的目的是，提供一種開頭所述類型的裝置，它使得能夠精確地探測(cè)輥的振幅，與此同時(shí)，不易受到污染和破壞，并允許維護(hù)和/或操作人員不受妨礙地接近輥的筒體表面。
按本發(fā)明，上述目的是通過一種開頭所述類型的裝置實(shí)現(xiàn)的，其中，傳感器配置包括至少一個(gè)相對(duì)輥的旋轉(zhuǎn)軸線位于輥的大致圓筒形的外筒體表面的徑向內(nèi)側(cè)的傳感器；和/或至少一個(gè)處于遠(yuǎn)離上述輥的大致圓筒形的筒體表面的位置的傳感器。
根據(jù)上述第一要素，傳感裝置定位于輥表面之下。在這一位置，既沒有被涂布材料污染的危險(xiǎn)，也沒有因料幅斷裂而導(dǎo)致?lián)p壞的危險(xiǎn)。而且，確保了可自由接近輥表面。此外，傳感裝置可位于機(jī)器中心的區(qū)域，亦即輥的縱向中心的區(qū)域內(nèi)，保證了輥振幅的高精度探測(cè)。
例如，上述傳感裝置可包括至少一個(gè)壓力和/或拉力敏感元件，亦即，金屬絲應(yīng)變片。這種類型的敏感元件在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的，用于探測(cè)機(jī)械應(yīng)力狀態(tài)，并業(yè)已證明具有穩(wěn)定、可靠和精確的特性。
上述壓力和/或拉力敏感元件可例如設(shè)在輥筒體的內(nèi)表面上，在此，它得到了(例如可用鋼制造的)輥筒體的保護(hù)，以免受例如由料幅斷裂而造成的外來影響。在內(nèi)冷卻輥的場(chǎng)合，只是必須確保上述壓力和/或拉力敏感元件耐冷卻介質(zhì)例如水的影響。
此外，或者作為替換方案，可以將一壓力和/或拉力敏感元件設(shè)在輥筒體的外表面上，例如設(shè)在一覆蓋層例如一橡膠、橡膠類型材料、合成材料或者類似材料層之下。在這種布局中，上述壓力和/或拉力敏感元件因這一層的保護(hù)免受外來影響，特別是在發(fā)生料幅斷裂時(shí)免受破壞，并免受涂布介質(zhì)的污染。
按本發(fā)明的第二要素，傳感裝置在遠(yuǎn)離輥表面處定位。傳感裝置與輥表面之間的距離被選擇為，傳感裝置既不受涂布介質(zhì)飛濺的污染，也不會(huì)在出現(xiàn)料幅斷裂時(shí)被破壞。而且，由于在傳感裝置與輥表面之間的大的間距，確保了不受妨礙地接近輥表面。再者，將傳感裝置定位于機(jī)器中心的區(qū)域能保證精確地探測(cè)輥的振幅。
在一個(gè)設(shè)有兩個(gè)形成一個(gè)供料幅行進(jìn)穿過的所謂的“壓區(qū)”的輥的機(jī)器中，信號(hào)可尤其通過將傳感裝置設(shè)置在通過兩個(gè)輥的軸線的平面內(nèi)來探測(cè)。
這種遠(yuǎn)距離振動(dòng)探測(cè)可以簡(jiǎn)單、可靠地提供，這時(shí)，傳感裝置包括至少一個(gè)光學(xué)傳感單元。為了保證自由接近輥的筒體表面，如果將上述光學(xué)傳感單元設(shè)置在距上述輥表面至少一米遠(yuǎn)的位置處則是有利的。
按本發(fā)明，可以采用基于各種測(cè)量原理的傳感器元件。
光學(xué)傳感裝置例如可包括一個(gè)如在現(xiàn)有技術(shù)中已知的激光測(cè)振器，它例如可從美國(guó)杜勒斯的歐姆龍公司在標(biāo)識(shí)VH 300下購(gòu)得。此激光測(cè)振器通過測(cè)量旋轉(zhuǎn)輥的表面速度的平行于進(jìn)行測(cè)量的激光束的分量，來探測(cè)輥的振動(dòng)。
此外，或者作為一種替換方案，還可以用一個(gè)按干涉測(cè)量方式工作的傳感裝置探測(cè)輥表面的機(jī)械應(yīng)力狀態(tài)。這種干涉測(cè)量傳感裝置是已知的，例如由非破壞材料分析領(lǐng)域。
干涉測(cè)量傳感裝置能夠探測(cè)例如輥的大致圓筒形的筒體表面處的機(jī)械應(yīng)力狀態(tài)。而且，或者作為一種替換方案，還可以用干涉測(cè)量傳感裝置探測(cè)輥的端部區(qū)域中的機(jī)械應(yīng)力狀態(tài)，其中，輥表面自基本上圓筒形的筒體表面向輥頸方向呈錐形。因不希望有的振動(dòng)而引起的輥的表面應(yīng)力的變化在筒體表面與端部之間的過渡區(qū)，以及在端部與輥頸之間的過渡區(qū)，尤為明顯。探測(cè)端部區(qū)域中的輥的機(jī)械應(yīng)力狀態(tài)具有附加的優(yōu)點(diǎn)，即，從輥的軸線方向看，干涉測(cè)量傳感裝置可以設(shè)置在輥之前，或設(shè)置在輥之后，從而不妨礙自由接近輥的筒體表面。然而，在端部區(qū)域的應(yīng)力狀態(tài)還可以利用其他合適的應(yīng)力傳感器來探測(cè)，例如金屬絲應(yīng)變片。
在一種上述類型的裝置中，它還包括一個(gè)控制單元，該控制單元基于上述至少一個(gè)傳感裝置的探測(cè)信號(hào)確定用于上述至少一個(gè)動(dòng)力單元裝置的動(dòng)作信號(hào)。在此建議，該控制單元為了確定上述動(dòng)作信號(hào)的目的，將來自多個(gè)傳感器的探測(cè)信號(hào)相加地和/或相減地和/或加權(quán)地和/或平均地和/或進(jìn)行相位校正地結(jié)合起來。這考慮到了輥的振動(dòng)特性中的特殊性，視主要的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)而定，并考慮到了所用的傳感裝置的特殊性，尤其是它們?cè)诟鞣N振動(dòng)頻率區(qū)域的靈敏度。
控制單元還可以考慮至少一個(gè)設(shè)在輥的支承處的傳感裝置的探測(cè)信號(hào)，例如，壓力和/或拉力敏感元件，加速度傳感器(用于探測(cè)徑向加速度)等。
此外，本發(fā)明還涉及一種用于主動(dòng)地降低一旋轉(zhuǎn)輥的不希望有的振動(dòng)的方法；其中，不希望有的振動(dòng)利用一傳感器來探測(cè)，以及，一影響上述輥的動(dòng)力單元以降低上述不希望有的振動(dòng)為目標(biāo)，根據(jù)上述探測(cè)結(jié)果被觸發(fā)工作。關(guān)于對(duì)設(shè)計(jì)方案和相應(yīng)的所獲得的優(yōu)點(diǎn)的討論，可參見前面對(duì)按本發(fā)明的裝置的討論。
應(yīng)當(dāng)指出的是，術(shù)語“機(jī)器中心的區(qū)域”是指在輥的準(zhǔn)確的縱向中心附近的一個(gè)較寬的區(qū)域。其理由如下在良好的第一階近似以及考慮所出現(xiàn)的離心力的情況下，因振動(dòng)而引起的輥的變形在兩側(cè)的支承位置之間呈拋物線，并基本對(duì)稱于機(jī)器中心。眾所周知，拋物線的值在極值區(qū)域中變化很小。因此，考慮到輥的振幅的探測(cè)精度，“機(jī)器中心的區(qū)域”可被定義為在沿輥的軸線方向的兩點(diǎn)之間的區(qū)域，在這兩個(gè)點(diǎn)，振幅約為在準(zhǔn)確的機(jī)器中心的振幅的75％。
下面，借助附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明。這些附圖是

圖1為本發(fā)明的用于主動(dòng)降低用在涂布站的旋轉(zhuǎn)輥的不希望有的振動(dòng)的裝置的示意圖；以及圖2為沿圖1中II-II線所作的剖視圖。
圖1中，按本發(fā)明的用于主動(dòng)降低振動(dòng)的裝置總的用10表示。在所示的非限制性的例子中，裝置10用來削弱或補(bǔ)償或降低或衰減繞軸線A旋轉(zhuǎn)的輥12的不希望有的振動(dòng)，該輥12位于一個(gè)用于將液體或粘性涂布介質(zhì)18間接地兩面涂布于料幅16的涂布裝置14中。然而，應(yīng)當(dāng)指出的是，按本發(fā)明的裝置還可以有利地用在用于制造和/或涂布料幅、特別是紙幅或紙板幅的機(jī)器中常用的其他類型的旋轉(zhuǎn)輥上。
在按圖1的實(shí)施方案的例子中，料幅16沿流動(dòng)方向L通過由兩個(gè)相鄰的輥12、13所形成的壓區(qū)15。
主動(dòng)減震裝置10包括至少一個(gè)通過位置致動(dòng)器20a影響輥12的輥頸12a的動(dòng)力單元20。上述影響如在現(xiàn)有技術(shù)中所已知的那樣是在異相、特別是在與輥12的不希望有的振動(dòng)反相的情況下進(jìn)行的，并在DE 196 52 769 A1中有詳細(xì)說明。
為了檢測(cè)輥12的振動(dòng)，可以設(shè)置一系列不同的傳感裝置，這些傳感裝置將在下面詳細(xì)討論，它們具有的共同點(diǎn)是，它們所處的位置使得它們不會(huì)受到污染或損壞的危險(xiǎn)，而且它們不會(huì)妨礙維修或操作人員P自由接近輥表面12b。
例如，激光測(cè)振器22可位于與輥表面12b的距離為d的位置處，激光束22a由此射向輥表面12b。這種激光測(cè)振器22在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的，并可以從位于美國(guó)杜勒斯的歐姆龍公司在產(chǎn)品種類VH300下購(gòu)得。上述類型的激光測(cè)振器22從輥表面12b的與激光束22a平行的速度分量確定輥12的振動(dòng)。以盡可能精確的測(cè)量精度為目標(biāo)，激光測(cè)振器22最好位于通過輥12、13的軸線12a、13a的平面內(nèi)。
激光測(cè)振器22的檢測(cè)信號(hào)通過一根信號(hào)線22b傳送至一個(gè)控制單元24，該控制單元24利用這些檢測(cè)信號(hào)確定動(dòng)力單元20的動(dòng)作信號(hào)，并接著將這些動(dòng)作信號(hào)通過一根信號(hào)線24a傳送給動(dòng)力單元20。
采用激光測(cè)振器22的有利之處是，它可以在與輥表面12b的距離d非常大的位置處，例如設(shè)置在與輥表面12b的距離d大于一米的位置處。這種大距離首先是保證了維護(hù)和/或操作人員P在輥12的區(qū)域有足夠的空間，以便不受妨礙地接近輥表面12b。此外，輥表面12b與激光測(cè)振器22間的大距離保證了即便在料幅16斷裂并由此常常纏繞在輥12上的情況下，激光測(cè)振器也不會(huì)受到料幅12的損壞。而且，激光測(cè)振器22免受因涂布介質(zhì)18的飛濺而造成的污染。在最惡劣的情形下，可以附加地設(shè)一個(gè)圖中未示出的簡(jiǎn)單的隔板。由于與輥表面12b有大的距離，激光測(cè)振器22可以沒有問題地設(shè)置在位于輥12的縱向中心區(qū)域亦即機(jī)器中心的區(qū)域，換言之，設(shè)置在輥12的振動(dòng)導(dǎo)致輥表面12b有非常強(qiáng)的擺動(dòng)的區(qū)域，由此非常精確地測(cè)量輥12的振動(dòng)。
另一類型的用于檢測(cè)輥12的振動(dòng)的傳感器為示于圖1中的壓力和/或拉力敏感元件28，它們位于輥筒體12d的內(nèi)表面12c上。壓力和/或壓力敏感元件28例如可以采用常規(guī)的金屬絲應(yīng)變片的實(shí)施方案。然而，也可以采用任何其他類型的壓力和/或拉力敏感元件、應(yīng)變膜等。由于這些敏感元件28中的單獨(dú)的一個(gè)只能在輥12的一個(gè)確定的位置處檢測(cè)該輥12的振動(dòng)，所以，有利的是，圍繞輥12的圓周布置多個(gè)這種壓力和/或拉力敏感元件28，如圖1中所示，布置在輥12的內(nèi)圓周的部分上。敏感元件28的檢測(cè)信號(hào)通過信號(hào)線28a和/或?yàn)榱吮苊庑D(zhuǎn)兼容連接通過輻射測(cè)量方式亦被傳送給控制單元24，并被該控制單元24在確定用于動(dòng)力單元20的動(dòng)作信號(hào)過程中加以考慮。
由于在用于制造和/或涂布料幅尤其是紙幅或紙板幅的機(jī)器中所用的輥通常必須冷卻，所以建議，只采用耐冷卻劑例如冷卻水的壓力和/或拉力敏感元件28；或者，使這些敏感元件28設(shè)有一層保護(hù)層或覆蓋層。由于元件28設(shè)在輥筒體12d的內(nèi)表面12c上，所以它們?cè)诹戏p繞在輥12上的情況出現(xiàn)時(shí)不會(huì)受到料幅的損壞。它們也不會(huì)妨礙維護(hù)和/或操作人員P接近輥表面12b。
除了上述激光測(cè)振器22和壓力和/或拉力敏感元件28之外，用于探測(cè)輥12振動(dòng)的其他傳感單元示于圖2的剖視圖中。
圖2例示出，一設(shè)置在輥筒體12d的外側(cè)的壓力和/或拉力敏感元件30被一由橡膠或橡膠類型的材料制成的層32所保護(hù)，以免受到破壞或污染。基于元件30位于在層32的表面的實(shí)際的輥表面12b之下這一事實(shí)，它不會(huì)妨礙操作人員P接近輥表面12b。元件20的檢測(cè)信號(hào)可通過信號(hào)線30a傳送至控制單元24，并在確定用于動(dòng)力單元20的動(dòng)作信號(hào)過程中加以考慮。
在圖2中所示的一個(gè)附加的傳感單元是一個(gè)激光干涉儀34，它探測(cè)輥12的機(jī)械應(yīng)力狀態(tài)，并將相應(yīng)的信號(hào)通過信號(hào)線34a傳送至控制單元24。這一類型的激光干涉儀例如在非破壞性材料分析領(lǐng)域是已知的。它的采用利用了如下事實(shí)在輥12中出現(xiàn)了高的機(jī)械應(yīng)力，不僅出現(xiàn)在位于輥12的縱向中心的機(jī)器的中心區(qū)域，而且出現(xiàn)在位于輥筒體12d與輥頸12a之間的輥12的端部12e區(qū)域，特別是在端部12e和輥筒體12d之間的過渡區(qū)域，以及端部12e和輥頸12a之間的過渡區(qū)域。
在圖2所示的例子中，激光干涉儀34指向輥筒體12d與端部12e之間的過渡部分。這提供了如下優(yōu)點(diǎn)激光干涉儀34可以靠近輥12設(shè)置，而不妨礙對(duì)輥表面12b的接近。此外，激光干涉儀34還可設(shè)置在距離輥12較遠(yuǎn)的位置處。
最后，圖2中的例示還在輥頸12a的軸承36的區(qū)域設(shè)置了一個(gè)加速度傳感器38，它通過檢測(cè)輥頸12a的徑向加速度來探測(cè)輥12的振動(dòng)。這種類型的加速度傳感器38在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的。然而，通常它們只是偶爾地被采用，以便檢驗(yàn)軸承36的磨耗狀態(tài)。當(dāng)采用適當(dāng)?shù)孛舾胁⒖蛇B續(xù)地工作的加速度傳感器38時(shí)，它們可以用來監(jiān)測(cè)磨耗以及用來探測(cè)輥12的振動(dòng)。加速度傳感器38的檢測(cè)信號(hào)通過信號(hào)線38a傳送給控制單元24。
因?yàn)橄Ｍ?2的振動(dòng)頻譜會(huì)隨著輥12的或用于制造和/或涂布料幅16的整個(gè)機(jī)器的主要運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)來變化，然而傳感器的靈敏度頻譜是固定地預(yù)定的，所以，可以規(guī)定，在確定動(dòng)力單元20的動(dòng)作信號(hào)時(shí)，控制單元24將傳感器22、28、30、34和38中的至少兩個(gè)傳感器的檢測(cè)信號(hào)以適當(dāng)?shù)姆绞浇M合起來，例如，相加地和/或相減地和/或平均地和/或加權(quán)地疊加，視運(yùn)行狀態(tài)和/或校正的相位以及沿輥12的圓周的布置而定。
需要補(bǔ)充說明的是，安裝在機(jī)器部件上的傳感裝置例如安裝在機(jī)器中心區(qū)域的傳感器可能出現(xiàn)的自身運(yùn)動(dòng)、特別是自身振動(dòng)在解釋這些傳感器的檢測(cè)信號(hào)時(shí)必須加以考慮。
本發(fā)明還涉及用于處理行進(jìn)中的料幅、特別是紙幅或紙板幅的裝置，它包括一個(gè)壓力件，例如一個(gè)壓輥，一個(gè)支承件，例如一個(gè)支承輥，壓力件和支承件一起形成一個(gè)壓區(qū)，料幅行進(jìn)通過此壓區(qū)；和一個(gè)用于確定上述壓區(qū)中壓力分布的裝置。該用于確定壓力分布的裝置旨在提供有關(guān)在壓區(qū)中作用于料幅上的力或壓力方面的精確信息，以便在這些分布于料幅的工作寬度的力或壓力出現(xiàn)過度改變時(shí)可以采取一些防范措施。這些措施的目的是在料幅的整個(gè)工作寬度上創(chuàng)造基本上恒定的處理?xiàng)l件。
盡管按本發(fā)明的的上述裝置可以用在多個(gè)不同的料幅處理過程，例如用在用于制造料幅的機(jī)器的壓榨部，用在壓光裝置中，用在涂布裝置中或者甚至用在印刷機(jī)中，但是，為清楚起見，下面將結(jié)合用于將液體或粘性涂布介質(zhì)涂敷于料幅上的裝置來詳細(xì)討論本發(fā)明。
按常規(guī)，為確定壓力分布，將特種紙供入壓區(qū)中，例如雙貼層的復(fù)寫紙和輕質(zhì)插圖用紙，或者含有在壓力下破裂并釋放出墨的飽含墨的墨滴的紙。此外，Stowe Woodward公司建議了一種包含許多壓力傳感器的薄膜，該薄膜取代上述特種紙被送入壓區(qū)中，并可用來自動(dòng)地測(cè)量壓區(qū)中的力或壓力分布。然而，所有這些用來確定壓力分布的裝置均有如下不足，即，它們只允許測(cè)量靜態(tài)條件下的壓力分布。因此，采用常規(guī)的用來確定壓力分布的裝置不能研究機(jī)器運(yùn)動(dòng)對(duì)壓區(qū)中的力和壓力的動(dòng)態(tài)影響。此外，為了確定沿輥的周向的壓力分布的變化，需要一個(gè)常時(shí)間的費(fèi)力的過程。
由DE 196 42 047 A1已知一種多個(gè)壓力傳感器在靜態(tài)壓板中的布置方案。該解決方案的缺點(diǎn)是，壓力分布的測(cè)量?jī)H發(fā)生在壓板的區(qū)域中，由此使得對(duì)圍繞連續(xù)地卷繞在壓板上的覆蓋件的某些位置的分布配置既昂貴又困難。另一個(gè)缺點(diǎn)是，不僅連續(xù)的覆蓋件位于壓力傳感器與料幅之間，而且還有降低覆蓋件與壓板之間的摩擦的潤(rùn)滑劑，以及用來保護(hù)壓力傳感器免受潤(rùn)滑劑影響的薄膜。
有鑒于此，本發(fā)明的目的是，提供一種開頭所述類型的裝置，它即便在處理裝置運(yùn)轉(zhuǎn)期間也允許可靠地確定壓區(qū)內(nèi)的壓力分布，從而在確定可能的校正控制值時(shí)，還可以及早地考慮到動(dòng)態(tài)影響。
這一目的是通過一種上述類型的處理裝置實(shí)現(xiàn)的，其中至少一個(gè)部件—壓力件或支承件—為一個(gè)輥；用于確定壓力分布的裝置包括一個(gè)傳感器配置，它具有多個(gè)沿輥的周向和軸向布置的傳感器。通過按本發(fā)明的處理裝置的這一實(shí)施方案，保證了上述傳感器配置中的傳感器位于與料幅接觸的表面的最接近的區(qū)域內(nèi)，使得所測(cè)量的值高度地有意義。另一方面，傳感器不僅沿輥的軸向布置—這允許確定沿工作寬度的壓力分布—而且沿輥的周向布置，使得能夠在輥的任何給定的旋轉(zhuǎn)位置確定壓區(qū)內(nèi)的壓力分布。因此，在任何時(shí)候，在處理裝置靜止時(shí)，以及在處理裝置全速運(yùn)轉(zhuǎn)期間，均可以確定壓區(qū)內(nèi)的壓力。
最好是，上述傳感器為了間接或直接壓力探測(cè)的目的而設(shè)計(jì)和/或設(shè)置。如果沒有或者僅有可以忽略的損壞料幅表面的危險(xiǎn)，則用于探測(cè)壓力的傳感器可直接定位在輥的表面上。
如果輥設(shè)有一層彈性的覆蓋層，亦即一層橡膠、橡膠類型材料或合成材料層，則建議上述傳感器配置定位在輥的外表面處位于該覆蓋層之下。在一涂布單元中，這種覆蓋層保護(hù)壓力傳感器免受涂布介質(zhì)的可能的不利影響。除此之外，該覆蓋層是位于料幅與傳感器之間影響探測(cè)的結(jié)果的唯一的一層。因此，可以實(shí)現(xiàn)傳感器配置的長(zhǎng)壽命的有意義的測(cè)量。
引至傳感器的線，例如電源線以及信號(hào)傳輸線，也可以方便地布置在上述覆蓋層之下。
此外，或者作為將傳感器安置在覆蓋層之下的替換方案，也可以把上述傳感器配置中的至少某些傳感器埋入輥筒體中。這種埋入可在制造輥期間業(yè)已完成，特別是在用纖維增強(qiáng)合成材料例如碳纖維增強(qiáng)塑料制造輥時(shí)。然而，在纖維增強(qiáng)合成材料輥以及鋼輥兩種情形下，均可以在制造完輥后再埋入傳感器。
相應(yīng)地，引至傳感器的線也可以在最初制造期間或之后埋入輥筒體中。
按本發(fā)明進(jìn)一步建議，至少有一些傳感器被組合在一個(gè)傳感器箔中。這種配置具有的優(yōu)點(diǎn)是，容易處理，特別是當(dāng)傳感器定位在覆蓋層之下時(shí)。
傳感器能夠?qū)⑺綔y(cè)的壓力值按已知的方式轉(zhuǎn)變?yōu)槟軌蛉菀椎乇灰粋€(gè)評(píng)價(jià)單元所處理的電壓。利用合適的評(píng)價(jià)軟件，例如可以將在料幅寬度上(如果壓區(qū)中被影響的為線性壓力的話)的力的分布變化準(zhǔn)確地在屏幕上進(jìn)行跟蹤。因此，一個(gè)由傳感器配置所提供的信號(hào)可在一個(gè)控制壓力件和/或支承件的動(dòng)力單元的控制功能中加以考慮。根據(jù)本發(fā)明，在處理單元工作期間可以有目的地影響線性壓力，而且，由此而產(chǎn)生的力或壓力分布的變化可以實(shí)時(shí)進(jìn)行觀察。這樣可以在采用合適的控制軟件時(shí)自動(dòng)地或者由操縱者手動(dòng)地優(yōu)化壓區(qū)中的狀態(tài)，并保證高質(zhì)量的處理結(jié)果。
本發(fā)明還涉及一種如在前面討論處理線中所用的設(shè)有一個(gè)傳感器配置的輥。然而，這種“傳感器輥”還可以有利地用在如下情形中作用在輥上的壓力僅僅是通過行進(jìn)中的料幅的影響而施加的，而沒有支承件的影響。一個(gè)例子是料幅導(dǎo)輥。
下面，借助于圖3進(jìn)一步解釋本發(fā)明，圖3為按本發(fā)明的涂布裝置的透視圖。
在圖3中，一涂布裝置總的用510表示。在此所圖示的非限制性例子中，它包括兩個(gè)輥512和513，這兩個(gè)輥分別繞軸線A和B轉(zhuǎn)動(dòng)(見箭頭P和P′)并一起形成了一個(gè)壓區(qū)515。壓區(qū)515利用兩個(gè)涂布單元(圖中未示出)提供有液體或粘性涂布介質(zhì)518，在此，涂布介質(zhì)518被加到一沿箭頭L的方向行進(jìn)穿過壓區(qū)515的料幅156上。
圖3所示的輥512設(shè)計(jì)成用來確定壓區(qū)515內(nèi)沿運(yùn)轉(zhuǎn)方向亦即橫向Q的壓力或力的分布。輥512包括一個(gè)剛性輥筒體550，它例如可用鋼或纖維增強(qiáng)合成材料制造；和一個(gè)用高彈性材料例如橡膠、橡膠類型的材料或合適的合成材料制成的覆蓋層552。如圖3所示，在輥512的右側(cè)，在被剖開的覆蓋層552區(qū)域內(nèi)，可以將多個(gè)壓力傳感器554設(shè)在該覆蓋層552的下面，既沿圓周方向U布置也沿軸向A布置。引向這些壓力傳感器的電源線以及從這些傳感器引出的信號(hào)線(在圖3中一起用556表示)也可以布線于覆蓋層552的下面。
除了或者替換上述壓力傳感器554，還可以在輥筒體550內(nèi)埋入壓力傳感器558，這些壓力傳感器沿圓周方向U和軸向A布置。類似于壓力傳感器554的情形，這樣可以在輥512的給定的旋轉(zhuǎn)位置確定壓區(qū)515內(nèi)的沿橫向Q的壓力分布。引至傳感器558的線560在此設(shè)計(jì)實(shí)例中也被埋在輥筒體550內(nèi)。
如圖3所示，對(duì)于傳感器554來說，這些傳感器可以按預(yù)制的傳感器配置集成在一襯箔564中，從而簡(jiǎn)化這些傳感器在覆蓋層之下的安裝。
由傳感器配置554或傳感器配置558所獲得的探測(cè)結(jié)果被傳送給一評(píng)價(jià)裝置562。根據(jù)第一設(shè)計(jì)方案，該評(píng)價(jià)裝置562能夠使操作人員確定，必須在何處以及在多大程度上通過一個(gè)或多個(gè)圖3中沒有示出的動(dòng)力單元來影響壓區(qū)中的線性壓力，從而保證壓區(qū)515中的基本上均勻的壓力或力分布。根據(jù)第二設(shè)計(jì)方案，上述評(píng)價(jià)裝置562將附加地確定線性壓力的影響的位置和大小，并給一適當(dāng)?shù)膭?dòng)力單元提供一相應(yīng)的信號(hào)。
盡管圖3中沒有示出，在上述輥513中也可以設(shè)置類似于傳感器配置554/556和556/560的傳感器配置，從而進(jìn)一步改善所探測(cè)的結(jié)果的有意義的程度。
按如上所述，使用按本發(fā)明的涂布裝置或用于確定壓力分布的裝置—即便在動(dòng)態(tài)條件下，例如涂布單元在滿生產(chǎn)速度下—可以確定壓區(qū)中力或壓力的有意義的分布，并因此在壓區(qū)中產(chǎn)生可重復(fù)的和均勻的涂布條件，以保證均勻、高質(zhì)量的涂布結(jié)果。
權(quán)利要求
1.一種用于主動(dòng)降低一旋轉(zhuǎn)輥(12)中的不希望有的振動(dòng)的裝置(10)，包括至少一個(gè)傳感裝置(22，28，30，34)，用于探測(cè)上述不希望有的振動(dòng)；至少一個(gè)動(dòng)力單元裝置(20)，用來根據(jù)上述探測(cè)的結(jié)果以降低上述不希望有的振動(dòng)為目的影響上述輥(12)；其特征在于上述傳感裝置包括至少一個(gè)相對(duì)上述輥(12)的軸線(A)位于上述輥(12)的大致圓筒形的外表面(12b)的徑向內(nèi)側(cè)的傳感器(28，30)；和/或包括至少一個(gè)處于遠(yuǎn)離上述輥(12)的大致圓筒形的外表面(12b)的位置的傳感器(22，34)。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于上述傳感裝置包括至少一個(gè)壓力和/或拉力敏感元件(28，30)，例如一個(gè)金屬絲應(yīng)變片。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于上述壓力和/或拉力敏感元件(28)位于輥筒體(12d)的內(nèi)表面(12c)上。
4.如權(quán)利要求2或3所述的裝置，其特征在于上述壓力和/或拉力敏感元件(30)位于輥筒體(12d)的外表面上，位于一覆蓋層(32)例如一橡膠、橡膠類型的材料或合成材料層之下。
5.如權(quán)利要求1至4之一所述的裝置，其特征在于上述傳感裝置包括至少一個(gè)光學(xué)傳感單元(22，34)。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于上述光學(xué)傳感單元包括一個(gè)激光測(cè)振器(22)。
7.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于上述光學(xué)傳感單元(34)通過干涉測(cè)量的方式探測(cè)輥表面(12b)的機(jī)械應(yīng)力狀態(tài)。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于上述干涉測(cè)量傳感單元(34)探測(cè)輥(12)的大致圓筒形筒體表面(12b)處的機(jī)械應(yīng)力狀態(tài)。
9.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于上述干涉測(cè)量傳感單元(34)探測(cè)輥(12)的端部(12e)區(qū)域的機(jī)械應(yīng)力狀態(tài)。
10.如權(quán)利要求5至9之一所述的裝置，其特征在于上述光學(xué)傳感單元(22，34)位于距上述輥表面(12b)至少1米遠(yuǎn)的位置處。
11.如權(quán)利要求1、5至10之一所述的裝置，在一個(gè)設(shè)有兩個(gè)形成一個(gè)料幅(16)行進(jìn)通過的壓區(qū)(15)的輥(12，13)的機(jī)器中，其特征在于上述傳感裝置(22)位于上述兩個(gè)輥(12，13)的軸線(12a，13a)所在的平面(E)內(nèi)。
12.如權(quán)利要求1至11之一所述的裝置，其特征在于它還包括一個(gè)控制單元(24)，該控制單元(24)基于上述至少一個(gè)傳感裝置(22，28，30，34)的探測(cè)信號(hào)確定用于上述至少一個(gè)動(dòng)力單元裝置(20)的動(dòng)作信號(hào)；上述控制單元(20)，為了確定動(dòng)作信號(hào)的目的，將多個(gè)傳感器(22，28，30，34)的探測(cè)信號(hào)相加地和/或相減地和/或加權(quán)地和/或平均地和/或進(jìn)行相位校正地結(jié)合起來。
13.如權(quán)利要求1至12之一所述的裝置，其特征在于上述控制單元(20)考慮到至少一個(gè)位于輥(12)的軸承(36)處的傳感裝置(38)的探測(cè)信號(hào)，上述傳感裝置(38)例如為壓力和/或拉力敏感元件、加速度傳感器或類似物。
14.如權(quán)利要求1至13之一所述的裝置，其特征在于它用在用于制造和/或處理特別是涂布料幅(16)尤其是紙或紙板幅的機(jī)器中。
15.一種用于主動(dòng)地降低一旋轉(zhuǎn)輥(12)中的不希望有的振動(dòng)的方法，其中，不希望有的振動(dòng)利用傳感裝置(22，28，32，34)來探測(cè)，以及，一影響上述輥(12)的動(dòng)力單元裝置(20)以降低上述不希望有的振動(dòng)為目標(biāo)，根據(jù)上述探測(cè)結(jié)果被觸發(fā)工作，其特征在于上述傳感裝置包括至少一個(gè)相對(duì)上述輥(12)的軸線(A)位于上述(12)輥的大致圓筒形的外表面(12b)的徑向內(nèi)側(cè)的傳感器(22，28，28，30)；和/或傳感器(22/34)處于遠(yuǎn)離上述(12)輥的大致圓筒形的外表面(12b)的位置。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于至少一個(gè)壓力和/或拉力敏感元件(28，30)被用作上述傳感器，例如一個(gè)金屬絲應(yīng)變片。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于上述壓力和/或拉力敏感元件(28)位于輥筒體(12d)的內(nèi)表面(12c)上。
18.如權(quán)利要求16或17所述的方法，其特征在于上述壓力和/或拉力敏感元件(30)位于輥筒體(12d)的外表面上，位于一覆蓋層(32)例如一橡膠、橡膠類型的材料或合成材料層之下。
19.如權(quán)利要求15至18之一所述的方法，其特征在于至少一個(gè)光學(xué)傳感單元(22，34)用作上述傳感器。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于一個(gè)激光測(cè)振器(22)用作上述光學(xué)傳感單元。
21.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于上述光學(xué)傳感單元(34)通過干涉測(cè)量的方式探測(cè)輥表面(12b)的機(jī)械應(yīng)力狀態(tài)。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于上述干涉測(cè)量傳感單元(34)探測(cè)輥(12)的大致圓筒形筒體表面(12b)處的機(jī)械應(yīng)力狀態(tài)。
23.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于上述干涉測(cè)量傳感單元(34)探測(cè)輥(12)的端部(12e)區(qū)域的機(jī)械應(yīng)力狀態(tài)。
24.如權(quán)利要求19至23之一所述的方法，其特征在于上述光學(xué)傳感單元(22，34)位于距上述輥表面(12b)至少1米遠(yuǎn)的位置處。
25.如權(quán)利要求15、19至24之一所述的方法，在一個(gè)設(shè)有兩個(gè)形成一個(gè)供料幅(16)行進(jìn)通過的壓區(qū)(15)的輥(12，13)的機(jī)器中，其特征在于上述傳感裝置(22)位于上述兩個(gè)輥(12，13)的軸線(12a，13a)所在的平面(E)內(nèi)。
26.如權(quán)利要求15至25所述的方法，其特征在于設(shè)有一個(gè)控制單元(24)，該控制單元(24)基于上述至少一個(gè)傳感裝置(22，28，30，34)的探測(cè)信號(hào)確定用于上述至少一個(gè)動(dòng)力單元裝置(20)的動(dòng)作信號(hào)；上述控制單元(24)，為了確定動(dòng)作信號(hào)的目的，將多個(gè)傳感器(22，28，30，34)的探測(cè)信號(hào)相加地和/或相減地和/或加權(quán)地和/或平均地和/或進(jìn)行相位校正地結(jié)合起來。
27.如權(quán)利要求15至26所述的方法，其特征在于上述控制單元(20)還考慮到至少一個(gè)位于輥(12)的軸承(36)處的傳感裝置(38)的探測(cè)信號(hào)，上述傳感裝置(38)例如為壓力和/或拉力敏感元件、加速度傳感器或類似物。
28.如權(quán)利要求15至27所述的方法，其特征在于它用在用于制造和/或處理特別是涂布料幅(16)尤其是紙或紙板幅的機(jī)器中。
29.一種用于處理行進(jìn)中的料幅(516)尤其是紙或紙板幅的裝置(510)，包括—一個(gè)壓力件(512)，例如一壓輥，和一個(gè)支承件(513)，例如一個(gè)支承輥，其中，壓力件(512)和支承件(513)一起形成一個(gè)供料幅(516)行進(jìn)穿過的壓區(qū)(515)；以及—一個(gè)用來確定壓區(qū)(515)中壓力分布的裝置；其特征在于至少上述兩個(gè)件之一，亦即壓力件(512)和/或支承件(513)，為輥；上述用來確定壓力分布的裝置包括一個(gè)傳感器配置(554/556，558/560)，該傳感器配置具有沿圓周方向(U)以及沿軸向(A)布置在上述輥(512)上的多個(gè)傳感器(554，558)。
30.如權(quán)利要求29所述的裝置，其特征在于上述傳感器為間接或直接的壓力探測(cè)而設(shè)計(jì)和/或定位。
31.如權(quán)利要求29或30所述的裝置，其特征在于上述傳感器配置中至少有一些傳感器(554)定位于輥的外側(cè)表面處，需要時(shí)定位于一覆蓋層(552)例如一橡膠、橡膠類型材料或合成材料層之下。
32.如權(quán)利要求31所述的裝置，其特征在于引至上述傳感器(554)的線(556)也位于上述覆蓋層(552)之下。
33.如權(quán)利要求29至32之一所述的裝置，其特征在于上述傳感器配置中至少有一些傳感器(558)埋入輥筒體(550)中。
34.如權(quán)利要求33所述的裝置，其特征在于引至上述傳感器(558)的線(560)也埋入上述輥筒體(550)中。
35.如權(quán)利要求29至34之一所述的裝置，其特征在于至少一個(gè)輥(512)用纖維增強(qiáng)合成材料特別是碳纖維增強(qiáng)塑料制造。
36.如權(quán)利要求29至35之一所述的裝置，其特征在于至少有一些上述傳感器(554，558)組合在一個(gè)測(cè)量箔(564)中。
37.如權(quán)利要求29至35之一所述的裝置，其特征在于由上述傳感器配置(554/556，558/560)所提供的一個(gè)信號(hào)為控制作用于上述壓力件(512)和/或支承件(513)的動(dòng)力單元的目的傳送給控制單元(562)。
38.如權(quán)利要求29至37之一所述的裝置的用途，用于將液體或粘性涂布介質(zhì)(518)涂布在料幅上。
39.一種輥(512)，需要時(shí)用在如權(quán)利要求29至37所述的裝置中，包括一個(gè)傳感器配置(554/556，558/560)，該傳感器配置具有沿圓周方向(U)以及沿軸向(A)布置在該輥(512)上的多個(gè)傳感器(554，558)。
40.如權(quán)利要求39所述的輥，其特征在于上述傳感器為間接或直接的壓力探測(cè)而設(shè)計(jì)和/或定位。
41.如權(quán)利要求39或40所述的輥，其特征在于上述傳感器配置中至少有一些傳感器(554)定位于輥的外側(cè)表面處，需要時(shí)定位于一覆蓋層(552)例如一橡膠、橡膠類型材料或合成材料層之下。
42.如權(quán)利要求41所述的輥，其特征在于引至上述傳感器(554)的線(556)也位于上述覆蓋層(552)之下。
43.如權(quán)利要求39至42之一所述的輥，其特征在于上述傳感器配置中至少有一些傳感器(558)埋入輥筒體(550)中。
44.如權(quán)利要求43所述的輥，其特征在于引至上述傳感器(558)的線(560)也埋入上述輥筒體(550)中。
45.如權(quán)利要求39至44之一所述的輥，其特征在于它用纖維增強(qiáng)合成材料特別是碳纖維增強(qiáng)塑料制造。
46.如權(quán)利要求39至45之一所述的輥，其特征在于至少有一些上述傳感器(554，558)集成在一個(gè)測(cè)量箔(564)中。
47.如權(quán)利要求39至45之一所述的輥，其特征在于由上述傳感器配置(554/556，558/560)所提供的一個(gè)信號(hào)為控制作用于該輥(512)和/或一個(gè)與該輥配合工作的支承件(513)的動(dòng)力單元的目的傳送給控制單元(562)。
全文摘要
一種用于主動(dòng)降低一旋轉(zhuǎn)輥(12)中的不希望有的振動(dòng)的裝置(10),包括:至少一個(gè)探測(cè)不希望有的振動(dòng)的傳感器配置(22,28);至少一個(gè)動(dòng)力單元裝置(20),用來根據(jù)探測(cè)結(jié)果以降低不希望有的振動(dòng)為目的影響輥(12)。傳感器配置包括至少一個(gè)相對(duì)輥(12)軸線(A)位于輥(12)的大致圓筒形的外表面(12b)的徑向內(nèi)側(cè)的傳感器(28),和/或至少一個(gè)處于遠(yuǎn)離上述外表面(12b)的位置的傳感器(22)。
文檔編號(hào)G01H1/00GK1246559SQ9911750
公開日2000年3月8日 申請(qǐng)日期1999年8月6日 優(yōu)先權(quán)日1998年8月6日
發(fā)明者馬丁·庫(kù)斯特曼, 亞歷山大·克盧格 申請(qǐng)人:沃伊斯·薩爾澤造紙技術(shù)專利有限公司