"SISTEMA DE AMORTIGUACIÓN PARA RODILLOS DE FABRICACIÓN DE CARTÓN ONDULADO" En la fabricación del cartón ondulado se utilizan dos rodillos ondulados, encargados de efectuar la conformación ondulada del papel intermedio o alma del cartón, y un rodillo liso, encargado de pegar sobre el papel ondulado otro determinante de una de las caras lisas del cartón. E1 papel constitutivo de la otra cara lisa del cartón se pega posteriormente en otra parte de la instalación.

En la ondulación del papel intermedio y el pegado del papel liso sobre él, intervienen los factores siguientes : -Presión : ejerciendo para la ondulación los rodillos una presión de entre 3 y 4 kg/mm2 y para el pegado una presión de entre 2 y 3 kg/mm2.

-Temperatura : requiriéndose que el papel alcance una temperatura cercana a los 180°C, para lo cual los rodillos se calientan introduciendo en su interior vapor saturado.

-Humedad : debiendo tener el papel una humedad determinada, para que la formación de las ondas y el pegado resulten correctos.

Por lo tanto, en la mencionada fabricación del cartón ondulado se hacen rodar dos rodillos ondulados y uno liso, ejerciendo altas presiones entre ellos, lo que provoca que la onduladora y los propios rodillos trabajen soportando un alto nivel de vibración, sobre todo el rodillo liso, al tener que rodar este contra un rodillo dentado.

Dichas vibraciones tienen dos características fundamentales de tener en cuenta : -Frecuencia de vibración : que depende del paso de los dientes y de la velocidad de rotación de los rodillos.

-Nivel de vibración : que viene determinado por factores muy diversos, como por ejemplo : estructura de la máquina, fundaciones, inercia y elasticidad de los rodillos, tipo del perfil del diente, estado de los rodamientos, gramaje de los papeles utilizados, fuerzas de ondulación y de pegado, como también la velocidad de fabricación, o lo que es lo mismo la frecuencia de las vibraciones.

En una onduladora con unos rodillos determinados, la única variable para cambiar la frecuencia de vibración es la velocidad de giro de los rodillos, pero ésta queda definida por el tipo y cantidad de pedidos, por lo que la actuación sobre dicha variable resulta muy restringida, cuando no nula.

E1 nivel de vibración es, por otra parte, el que más afecta a los problemas que se puedan tener en la fabricación del cartón ondulado, ya que cuando dicho nivel es excesivamente alto, aparecen marcas demasiado fuertes y hasta incluso cortes, en el cartón fabricado.

Entre los factores que afectan al nivel de la vibración se encuentra el diseño de la onduladora, de manera que dependiendo de dicho diseño se tienen onduladoras con mayor o menor propensión a tener problemas de vibración. Otro factor al respecto es la frecuencia de vibración, la cual puede ser en principio cualquiera, pudiendo por lo tanto coincidir con alguna de las frecuencias de resonancia (o frecuencias naturales) de alguna parte de la onduladora, como por ejemplo los rodillos ; de manera que cuando : la onduladora es especialmente problemática, los papeles utilizados son de bajo gramaje, es decir que proporcionan poca amortiguación, el perfil de los dientes es de mucho paso y gran altura, si además se alcanzan las frecuencias de resonancia de los rodillos, las posibilidades de que el cartón resulte defectuoso

son muy altas a ciertas velocidades.

Para solucionar el problema se han intentado soluciones, como reducir al máximo las fuerzas de ondulación y de pegado, para reducir consecuentemente el nivel de las vibraciones y la marca del cartón, pero esta solución acarrea otros inconvenientes, como es la falta de fuerzas a otras velocidades distintas de la de resonancia (especialmente a altas velocidades), así como la inestabilidad de la onduladora, que se manifiesta en los empalmes del papel.

Otro intento para solucionar el problema es el tratar de alejar la primera frecuencia natural de los rangos de frecuencias de vibración de trabajo, pero sin embargo, las limitaciones geométricas y de material que presenta el diseño de los rodillos, hacen que la posibilidad de desviar la frecuencia no sea suficiente, teniéndola siempre entre los rangos de trabajo.

La primera frecuencia natural de los rodillos es la única que se alcanza en las onduladoras, puesto que cuando la frecuencia de vibración es el doble de la primera frecuencia también excita al rodillo a la primera frecuencia natural. E1 primer modo de vibración representa la forma que adquiere el rodillo cuando este se excita a la primera frecuencia natural, siendo dicha forma similar a la de deformación del rodillo cuando flexa por una carga aplicada en el centro, es decir que la deformación resulta máxima en el centro y decrece progresivamente hacia los extremos. De ello se desprende que los problemas de exceso de marca y corte del cartón en la primera frecuencia natural, aparecen en la zona central de los rodillos, tendiendo a desaparecer hacia los extremos.

De acuerdo con la presente invención se propone una nueva solución al mencionado problema de las vibraciones en las onduladoras de fabricación de cartón

ondulado, a base de un sistema de amortiguación aplicado a los rodillos de dichas onduladoras, mediante el cual se absorbe la energía de las vibraciones, reduciendo así el nivel de las mismas.

Este sistema objeto de la invención consiste en incluir dentro de los rodillos un dispositivo amortiguador, en montaje solidario con respecto a la pared del rodillo correspondiente, de manera que cuando en el rodillo se producen vibraciones, también el dispositivo interior vibra, oponiéndose su vibración a la de la fuente de excitación, que es el rodillo, con lo que las vibraciones de este resultan así amortiguadas, desapareciendo las causas negativas de las mismas sobre el papel de fabricación del cartón ondulado.

E1 efecto de la amortiguación se produce especialmente en las velocidades críticas, que es cuando se alcanzan las resonancias de los rodillos ; estando prevista una realización del dispositivo que actúa concretamente en dichas velocidades, en tanto que otra realización amortigua las vibraciones en todas las velocidades críticas, consiguiendo optimizar la amortiguación en estas velocidades.

E1 montaje del dispositivo con respecto a la pared de los rodillos se establece por medio de una camisa flexible y con ajuste de interferencia, de manera que las diferencias de dilatación por la temperatura resultan absorbidas, sin afectar al exterior del rodillo.

Las zonas de ajuste entre el dispositivo amortiguador y la pared del rodillo se establecen además con huecos que permiten el paso del vapor y de los condensados de una parte a otra, mientras que centralmente a través del propio dispositivo amortiguador queda definido un conducto que permite el paso del vapor desde el tubo de entrada, con lo que el

calentamiento del rodillo no sufre perjuicio por la incorporación del dispositivo amortiguador.

El sistema preconizado proporciona por lo tanto una solución ventajosa y práctica contra el problema de las vibraciones de los mencionados rodillos de fabricación del cartón ondulado, cumpliendo con las particularidades siguientes : -E1 dispositivo amortiguador puede ser diseñado fácilmente para trabajar a la temperatura de calentamiento de los rodillos de aplicación y en el ambiente de vapor saturado de dicho calentamiento, sin perjuicio de deformaciones ni de corrosión.

-E1 dispositivo amortiguador no afecta en su instalación a la transferencia del calor en el interior de los rodillos correspondientes, por lo que el calentamiento de éstos no sufre alteración.

-La evolución del comportamiento del dispositivo amortiguador en el tiempo, no es significativa durante la vida útil del rodillo, resultando el mantenimiento nulo.

-Las diferencias de temperaturas que se pueden obtener, para evitar que las dilataciones de unas zonas con respecto a otras produzcan deformaciones en los rodillos, no afectan al funcionamiento.

-E1 dispositivo amortiguador se instala en la cámara de vapor que los rodillos determinan interiormente, sin que su incorporación suponga estorbo alguno para el proceso de la conformación del cartón ondulado, por lo que no es necesario ningún cambio en la instalación.

La figura 1 representa una forma de realización del sistema preconizado, en relación con un rodillo de aplicación.

La figura 2 es un detalle ampliado en sección transversal de la disposición del dispositivo

amortiguador correspondiente, según la mencionada realización del sistema de la figura anterior.

La figura 3 es un correspondiente detalle ampliado en sección longitudinal de la formación y montaje del dispositivo amortiguador según la misma realización anterior.

La figura 4 muestra otra forma de realización del sistema, en relación con un respectivo rodillo de aplicación.

La figura 5 es un detalle ampliado en sección longitudinal de la formación y montaje del dispositivo amortiguador, según dicha segunda forma de realización.

La figura 6 es un detalle ampliado en sección transversal de la disposición del dispositivo amortiguador, según esa forma de realización de la figura anterior.

E1 objeto de la invención se refiere a un sistema de amortiguación para compensar las vibraciones de los rodillos de fabricación de cartón ondulado, con el fin de eliminar los defectos que dichas vibraciones ocasionan en el cartón fabricado.

El sistema consiste en incluir dentro del cuerpo hueco (1) de los rodillos un dispositivo que vibra activado por la vibración que el rodillo (1) adquiere en el funcionamiento, de forma que dicha vibración del dispositivo incorporado se opone a la vibración propia del rodillo (1), resultando ésta por lo tanto amortiguada.

E1 dispositivo amortiguador se incluye en la cámara de vapor (2) que los rodillos (1) definen interiormente para la introducción del vapor de calentamiento ; constituyéndose dicho amortiguador, según una realización (figuras 1 a 3), por un dispositivo cuya primera frecuencia natural coincide con la primera frecuencia natural del rodillo (1) con el dispositivo

montado, de forma que cuando se alcanza la primera frecuencia natural del rodillo (1), este entra en resonancia, al igual que lo hace el dispositivo amortiguador, reaccionando este contra su fuente de excitación, que es el propio rodillo (1).

E1 dispositivo se constituye, según esta realización, por una camisa (3) y un núcleo (4), los cuales se montan con ajuste de interferencia entre sí, mediante apoyos de contacto (5) que establecen una unión solidaria entre dichas piezas (3) y (4).

El conjunto del dispositivo se monta a su vez con ajuste de interferencia sobre el interior del cuerpo (1) del rodillo, mediante respectivos apoyos de contacto (6), quedando así el mencionado dispositivo fijamente sujeto en relación con dicho cuerpo (1) del rodillo correspondiente.

Para evitar problemas de transferencia del calor en las zonas de ajuste, los apoyos (6) entre la camisa (3) del dispositivo amortiguador y el cuerpo (1) del rodillo, se prevén dentados, con lo que el vapor y el condensado pueden pasar a través de los huecos que dejan los dientes, sin que resulte perjudicado el calentamiento.

La temperatura que adquiere el dispositivo amortiguador es lógicamente mayor que la del rodillo (1), por lo que las dilataciones del primero serán mayores que las del segundo, lo que puede dar lugar a deformaciones en el exterior del rodillo (1), afectando a una defectuosa obtención del cartón ondulado. Para evitar este problema, los apoyos (5) entre la camisa (3) y el núcleo (4) del amortiguador y los apoyos (6) entre la mencionada camisa (3) y el cuerpo (1) del rodillo, se prevén desenfrentados, con lo que la flexibilidad de la camisa (3) absorbe las diferencias de las dilataciones, sin que zestas se transmitan al cuerpo (1) del rodillo.

Por otro lado, la geometría del núcleo (4) y sus apoyos (6) de montaje, son tales que la primera frecuencia natural a flexión del mismo coincide con la del rodillo (1) provisto con el amortiguador, de forma que en la resonancia del rodillo (1) entra también en resonancia el mencionado núcleo (4), oponiéndose su vibración a la del rodillo (1) por el principio de acción y reacción.

El núcleo (4) define además un orificio axial (7), por el cual es susceptible el paso del vapor desde el correspondiente tubo de entrada (8) hasta el otro lado de la cámara de vapor (2) ; en tanto que el vapor, junto con el condensado que se forme, pasan al lado delantero de la cámara (2) a través de los huecos de entre los diente de los apoyos (6) entre la camisa (3) y el cuerpo (1) del rodillo.

Según otra realización (figuras 4 a 6), el amortiguador se constituye por un dispositivo que actúa en todas las velocidades incluida la crítica, absorbiendo la energía de las vibraciones, aunque la acción resulta más intensa en las velocidades críticas, de manera que la aplicación irá encaminada a optimizar la amortiguación en dichas velocidades.

En esta realización el dispositivo comprende una camisa (9), en los extremos de la cual se montan interiormente con ajuste de interferencia unos anillos (10), respecto de los cuales se incorpora a su vez interiormente, también con ajuste de interferencia, otra camisa (11).

En el interior de ese conjunto se incluyen unos casquillos amortiguadores (12), los cuales se establecen con una holgura intermedia que se rellena con grasa, mediante la que se protegen las superficies contra la corrosión, al mismo tiempo que su viscosidad favorece la amortiguación en la fricción deslizante

entre los casquillos (12). La mencionada holgura entre los casquillos (12) puede selectivamente variarse, para conseguir una amortiguación óptima en la velocidad crítica de cada caso.

Atravesando axialmente al conjunto se dispone un eje tubular (13) sobre el que se montan unas tuercas (14) que presionan a respectivas arandelas elásticas (15), las cuales presionan a su vez a unas correspondientes masas de fricción (16) que rozan contra el conjunto alojante de los casquillos amortiguantes (12).

La presión de las arandelas elásticas (15) es ajustable también para obtener una amortiguación máxima en cada caso ; permitiendo el eje tubular (13) el paso del vapor desde el respectivo tubo de entrada (8) ; en tanto que la fijación del conjunto con respecto al cuerpo del correspondiente rodillo (1), se establece en este caso también con ajuste de interferencia, mediante apoyos de contacto (17) entre la camisa (9) y el cuerpo del rodillo (1), de tal forma que las diferencias de dilataciones por la temperatura resultan absorbidas por la elasticidad de la propia camisa (9) sin que lleguen a afectar al cuerpo (1) del rodillo. Los apoyos (17) se establecen en este caso también con forma de un dentado, permitiendo así el paso del vapor y del condensado entre ambas partes de la respectiva cámara de vapor (2) separadas por la incorporación del dispositivo.

Las superficies de rozamiento de las masas de fricción (16) se recargan en la fabricación con un revestimiento de bronce, para evitar el gripado y asegurar una adecuada duración de dichas superficies ; en tanto que los huecos entre las tuercas (14), las masas de fricción (16), el eje (13) y la camisa interior (11), se rellenan también con grasa, para la protección de las superficies en contacto, incluyéndose entre las tuercas

(14) y las masas de friction (16) una junta tórica (18), entre las masas de fricción (16) y la camisa interior (11) otra junta tórica (19) y entre las tuercas (14) y el eje (13) otra junta tórica (20), mediante las cuales se establecen cierres adecuados que evitan el escape de la grasa de los huecos mencionados.