PROCEDIMIENTO PARA REDUCIR LAS VIBRACIONES EN COMPONENTES ROTATORIOS DE UNA MAQUINA DE MECANIZADO.

Procedimiento para reducir las vibraciones de flexión no deseadas en al menos un componente rotatorio (01;

18) de una máquina de mecanizado con al menos un actuador (10; 11) que se puede someter a señales (S) y mediante el que se contrarresta una vibración no deseada, actuando el actuador (10; 11) al menos indirectamente sobre un pivote (07; 08), montado en un bastidor lateral (02; 03), del componente rotatorio (01; 18), caracterizado porque una secuencia necesaria de las señales (S) y/o su nivel se almacenan en dependencia de la posición angular (F) de giro del componente rotatorio y el actuador (10; 11) se solicita en dependencia de la posición angular (F) de giro de manera que el actuador (10; 11) se somete de forma periódica a la secuencia y/o al nivel almacenados de la señal (S) durante una situación de funcionamiento estacionario

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E05105397.

Solicitante: KOENIG & BAUER AKTIENGESELLSCHAFT.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: FRIEDRICH-KOENIG-STRASSE 4,97080 WURZBURG.

Inventor/es: BOLZA-SCHUNEMANN,CLAUS.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 19 de Octubre de 2002.

Fecha Concesión Europea: 31 de Marzo de 2010.

Clasificación PCT:

  • D21G1/00 SECCION D — TEXTILES; PAPEL.D21 FABRICACION DEL PAPEL; PRODUCCION DE LA CELULOSA.D21G CALANDRIAS; ACCESORIOS PARA MAQUINAS DE FABRICAR EL PAPEL (bobinadoras o rebobinadoras para productos acabados, medios para ajustar los pliegues o extensiones en anchura B65H). › Calandrias (si no se trata nada más que del tratamiento de materias particulares, ver el lugar adecuado, p. ej. B29C 43/24, D06 ); Aparatos de alisado.
  • F16F15/02 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F16 ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES PARA ASEGURAR EL BUEN FUNCIONAMIENTO DE LAS MAQUINAS O INSTALACIONES; AISLAMIENTO TERMICO EN GENERAL.F16F RESORTES; AMORTIGUADORES; MEDIOS PARA AMORTIGUAR LAS VIBRACIONES.F16F 15/00 Supresión de las vibraciones en los sistemas (dispositivos de suspensión de los asientos de vehículos B60N 2/50 ); Medios o dispositivos para evitar o reducir las fuerzas de desequilibrio, p. ej. debidas al movimiento (ensayo estático o equilibrado dinámico de máquinas o estructuras G01M 1/00). › Supresión de las vibraciones en los sistemas no rotativos, p. ej. en sistemas alternativos; Supresión de las vibraciones en los sistemas rotativos mediante la utilización de órganos que no se desplazan con el sistema rotativo (productos estratificados B32B; supresión de vibraciones en los buques B63).

Clasificación antigua:

  • D21G1/00 D21G […] › Calandrias (si no se trata nada más que del tratamiento de materias particulares, ver el lugar adecuado, p. ej. B29C 43/24, D06 ); Aparatos de alisado.
  • F16F15/02 F16F 15/00 […] › Supresión de las vibraciones en los sistemas no rotativos, p. ej. en sistemas alternativos; Supresión de las vibraciones en los sistemas rotativos mediante la utilización de órganos que no se desplazan con el sistema rotativo (productos estratificados B32B; supresión de vibraciones en los buques B63).

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Finlandia, Chipre.

PROCEDIMIENTO PARA REDUCIR LAS VIBRACIONES EN COMPONENTES ROTATORIOS DE UNA MAQUINA DE MECANIZADO.

Fragmento de la descripción:

Procedimiento para reducir las vibraciones en componentes rotatorios de una máquina de mecanizado.

La invención se refiere a un procedimiento para reducir las vibraciones de flexión no deseadas en al menos un componente rotatorio de una máquina de mecanizado según el preámbulo de la reivindicación 1.

El documento DE-A-19652769 muestra las características del preámbulo de la reivindicación 1.

Del documento EP0956950A1 se conoce un procedimiento y un dispositivo para suprimir de forma activa las vibraciones, en el que las fuerzas de compensación se aplican en dependencia de las fuerzas medidas, por ejemplo, sobre rodillos. La frecuencia de aplicación de la fuerza se determina continuamente, entre otros, a partir del número actual de revoluciones, y la fase y la amplitud, a partir de mediciones de señales de desplazamiento de un sensor de distancia.

El documento EP0331870A2 da a conocer un dispositivo para el montaje de cilindros, en el que los pivotes de un cilindro están montados en cojinetes dispuestos uno al lado de otro en dirección axial del cilindro. Mediante cilindros de medio de presión, los cojinetes se pueden mover por separado en vertical al eje de rotación para compensar, por ejemplo, una flexión.

El documento WO01/50035A1 da a conocer un procedimiento para la compensación de vibraciones de componentes rotatorios, en el que un actuador está dispuesto en la zona de una superficie envolvente del componente rotatorio y en caso de una activación en dependencia de la posición angular de giro del componente rotatorio contrarresta la vibraciones con una componente de fuerza en dirección axial.

El documento JP-4-236819A describe un sistema para la reducción de vibraciones de flexión en un árbol, en el que un disco rotatorio, unido con el árbol, se somete a fuerzas mediante piezoelementos a través de electroimanes en dependencia de los valores de medición.

El documento WO97/03832A1 muestra en relación con el estado de la técnica distintas vías para poder reducir de forma estática una flexión o una vibración de flexión en cilindros de compresión y propone como solución dinámica la medición de las vibraciones producidas y la consideración de estos valores de medición para regular y controlar los actuadores.

El documento DE19930600A1 da a conocer un procedimiento para reducir las vibraciones de flexión no deseadas en un componente rotatorio de un dispositivo de recubrimiento con un actuador, actuando el actuador sobre un muñón.

La invención tiene el objetivo de crear un procedimiento para reducir las vibraciones de flexión no deseadas en al menos un componente rotatorio de una máquina de mecanizado.

El objetivo se consigue según la invención mediante las características de la reivindicación 1.

Las ventajas, posibles de obtener con la invención, radican especialmente en que con un costo pequeño se pueden reducir de manera eficaz las vibraciones. La reducción de la vibración se puede llevar a cabo de manera activa durante la producción continua.

La correlación de la contramedida, que se va a tomar, con la posición angular de giro tiene una ventaja especial, ya que de este modo se da respuesta, por ejemplo, a muchos de los defectos, como las asimetrías, los errores superficiales, los canales u otras interrupciones en la superficie envolvente, así como el desequilibrio.

El procedimiento permite contrarrestar una excitación o vibración en el momento de producirse, sin que se compruebe o procese primero un efecto negativo, antes de tomarse una medida adecuada. En una realización preferida se almacena tanto el desarrollo de la medida, relativa al ángulo de giro, como su magnitud.

Se puede prescindir de una medición y un procesamiento continuos de datos sobre vibraciones o deformaciones.

En especial cuando interactúan dos o más cilindros, por ejemplo, en el caso de unidades de impresión para la llamada impresión "caucho contra caucho", y uno o varios de los cilindros presentan defectos en sus superficies envolventes o desequilibrios (asimetrías), el procedimiento contrarresta la producción de vibraciones y ayuda así a evitar un "balanceo" de todo el sistema.

En los dibujos están representados ejemplos de realización de la invención que se describen detalladamente a continuación. Muestran:

Fig. 1 un primer ejemplo de realización del procedimiento y del dispositivo para la reducción de vibraciones,

Fig. 2 desarrollos a modo de ejemplo de una dependencia de una señal para un actuador de una posición angular de giro de un cilindro (a: discreto; b: constante),

Fig. 3 un segundo ejemplo de realización del procedimiento y del dispositivo,

Fig. 4 una variante de realización del segundo ejemplo de realización y

Fig. 5 ejemplos de realización a), b) del procedimiento y del dispositivo en una unidad de impresión con cuatro cilindros.

Un componente rotatorio 01, por ejemplo, un cilindro 01 o un rodillo 01 de una máquina de mecanizado, especialmente una rotativa, por ejemplo, para un producto en forma de banda, está montado de manera giratoria entre dos bastidores laterales 02; 03. A tal efecto, el cilindro 01 presenta, por ejemplo, pivotes 07; 08 montados respectivamente en el lado frontal en cojinetes 04; 06. El cilindro 01 presenta, por ejemplo, una longitud de 1350 a 1550 mm y un diámetro, por ejemplo, de 450 a 700, en especial de 500 a 600 mm. El cilindro 01 presenta, por ejemplo, una relación entre la longitud L01 y el diámetro D01 de 6 a 12, especialmente entre 7 y 11.

Durante la rotación se pueden producir vibraciones no deseadas del cilindro 01, en especial vibraciones de flexión, que pueden ser causadas, por ejemplo, debido a la falta de redondez, las asimetrías o al rodamiento sobre otro componente rotatorio, dado el caso, también con una asimetría. En especial, uno o varios canales 09, por ejemplo, que discurren axialmente sobre la superficie envolvente, para la fijación de revestimientos no representados o choques de extremos de revestimiento representan defectos 09 que se producen periódicamente durante la rotación y provocan las vibraciones no deseadas del cilindro 01. Los defectos mencionados 09 tienen en común que estos se producen en una situación de funcionamiento estacionario conocido de un modo y en un orden de magnitud iguales o al menos similares. Una absorción del par de giro del cilindro 01, por ejemplo, en el punto de inversión de la vibración, está representada de forma muy marcada con líneas discontinuas en la figura 1.

Para la reducción de las vibraciones no deseadas, al cilindro 01 está asignado al menos un actuador 10; 11 que permite contrarrestar la vibración. A tal efecto, el actuador 10; 11 se somete a señales S, cuya secuencia y/o cuyo nivel están almacenados en dependencia de una posición angular F de giro del componente rotatorio. La posición angular F de giro del cilindro 01 se conoce, por ejemplo, a partir de un control de máquina no representado o mediante un electromotor con ángulo regulado, no representado, que acciona el cilindro 01, o ésta se determina mediante un sensor en el cilindro 01.

La figura 2 muestra representaciones a modo de ejemplo del desarrollo y del nivel de las señales S guardadas o almacenadas, por ejemplo, en un dispositivo 12 de control o memoria (o en un circuito), en dependencia de la posición angular F de giro. La longitud representada del periodo, que se repite periódicamente, puede ser, por ejemplo, un giro (2p o 360º) en dirección circunferencial al existir un único defecto 09 o una parte entera del giro (por ejemplo, 180º, 120º, etc.) al existir varios defectos comparables 09 dispuestos de forma simétrica. El actuador se somete de forma periódica a la secuencia o al nivel almacenados de la señal S durante una situación de funcionamiento estacionario. La dependencia S(F) puede estar guardada como impulsos discretos (a) o como una función (b) que discurre constantemente dentro de un periodo. Resulta ventajoso que se realice una solicitación con una fuerza variable al someterse de forma conveniente al menos un pivote 04; 06 del componente rotatorio 01; 18 una vez como mínimo por cada giro a un impulso de fuerza correspondiente. La señal S está en correlación directa con la posición angular F de giro. Para diferentes situaciones de funcionamiento, por ejemplo, distintos intervalos de números de revoluciones, diferentes revestimientos u otras magnitudes que determinan la característica, pueden estar guardadas distintas dependencias....

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para reducir las vibraciones de flexión no deseadas en al menos un componente rotatorio (01; 18) de una máquina de mecanizado con al menos un actuador (10; 11) que se puede someter a señales (S) y mediante el que se contrarresta una vibración no deseada, actuando el actuador (10; 11) al menos indirectamente sobre un pivote (07; 08), montado en un bastidor lateral (02; 03), del componente rotatorio (01; 18), caracterizado porque una secuencia necesaria de las señales (S) y/o su nivel se almacenan en dependencia de la posición angular (F) de giro del componente rotatorio y el actuador (10; 11) se solicita en dependencia de la posición angular (F) de giro de manera que el actuador (10; 11) se somete de forma periódica a la secuencia y/o al nivel almacenados de la señal (S) durante una situación de funcionamiento estacionario.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la señal (S) contiene el nivel y la dirección de una fuerza antagónica que se va a aplicar o modificar mediante el actuador (10; 11).

3. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la señal (S) contiene la magnitud y la dirección de un recorrido necesario de ajuste.

4. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el actuador (10; 11) modifica en dependencia de su estado la posición del pivote (07; 08) dentro de un plano en vertical al eje de rotación del componente rotatorio (01; 18).

5. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la longitud del periodo de la secuencia de las señales (S) está en correspondencia con un giro completo del componente rotatorio (01; 18) o un cociente a partir de un giro y un número entero.

6. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque se contrarresta una vibración no deseada al realizarse una solicitación con una fuerza variable de manera que al menos un pivote (04; 06) del componente rotatorio (01; 18) se somete a un impulso de fuerza al menos una vez por cada giro o se elimina de forma adecuada la carga de una pretensión.

7. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque la fuerza antagónica o su modificación se aplica como impulso discreto o varios impulsos discretos.

8. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque la fuerza antagónica o su modificación se aplica como función que discurre constantemente dentro de un período.

9. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque para la modificación de la fuerza antagónica mediante la señal (S) se elimina la carga de una pretensión existente.

10. Procedimiento según la reivindicación 2 ó 3, caracterizado porque la fuerza antagónica y/o el recorrido de ajuste se correlacionan directamente con la posición angular (F) de giro.

11. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el actuador (10; 11) o el sensor se usan como piezoelemento (10; 11).

12. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque al menos un pivote (04; 06) del componente rotatorio (01; 18) se somete de forma adecuada a un impulso de fuerza al menos una vez por cada giro o se elimina de forma adecuada la carga de una pretensión.

13. Procedimiento según la reivindicación 5 ó 12, caracterizado porque el pivote (07; 08) se somete a un impulso de fuerza aplicado desde el exterior o a una eliminación de carga de manera adicional a las fuerzas provocadas por la vibración o a los impulsos que condicionan la vibración.

14. Procedimiento según la reivindicación 5 ó 12, caracterizado porque por cada defecto (09; 19) dispuesto sobre el componente giratorio (01; 18) en dirección circunferencial se aplica por cada giro sólo una excitación externa, especialmente en forma de un impulso de fuerza o una eliminación de carga.

15. Procedimiento según la reivindicación 13 ó 14, caracterizado porque se determinó la forma y/o la duración del impulso de fuerza aplicado o de la eliminación de carga de una excitación que se origina mediante el rodamiento por un defecto (09; 19), dispuesto en la circunferencia del cilindro (01; 18), sobre un segundo cilindro (18; 01).

16. Procedimiento según la reivindicación 5 ó 12, caracterizado porque el impulso de fuerza o la eliminación de carga se aplica sobre el pivote (04; 06) en un lado, opuesto al cilindro (01; 18), de un cojinete (04; 06) que aloja los pivotes (04; 06).

17. Procedimiento según la reivindicación 1, 5 ó 12, caracterizado porque el componente rotatorio (01; 18) está realizado como cilindro (01) de una máquina impresora.

18. Procedimiento según la reivindicación 1, 5 ó 12, caracterizado porque el componente rotatorio (01; 18) está realizado como cilindro (01) de una máquina de mecanizado para un producto en forma de banda.

19. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque en primer lugar se determina un desarrollo de la vibración no deseada en dependencia de la posición angular (F) de giro y con ayuda de esta dependencia se determina un desarrollo, dependiente de la posición angular (F) de giro, de una fuerza antagónica que se va a aplicar o modificar, guardándose y almacenándose el desarrollo de la vibración y/o de la fuerza antagónica determinada en un dispositivo (12) de control y/o memoria y sometiéndose el componente rotatorio (01; 18) de forma periódica a señales (S) en correspondencia con el desarrollo de la fuerza antagónica determinada y almacenada durante una situación de funcionamiento estacionario.


 

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