FI105468B - Laite rullan painamiseksi - Google Patents

Description

105468

Laite rullan painamiseksi

Keksintö kohdistuu laitteeseen rullan painamiseksi paperirainan rullai-messa erityisesti rainan rullauksen loppuvaiheessa, jolloin rullan vaih-5 totilanteessa täysi rulla siirretään rainan katkaisemisen jälkeen vaihto-asemaan, tarkoituksena estää rullan pintakerrosten löystyminen.

Täyden rullan siirtämisessä vaihtoasemaan ja rullan pyörimisliikkeen jarrutuksen ja pysäyttämisen aikana esiintyy tavallisesti pintakerrosten 10 löystymistä, jolloin pintakerrosten väliin pääsee ilmaa ns. nippi auki-rul-lauksessa sen johdosta, että rullaussylinteri ja rulla eivät enää ole kontaktissa keskenään. Rullan laatu pintakerrosten osalta heikkenee tällöin olennaisesti, mikä merkitsee ylimääräistä paperin hylytystarvetta. Hyly-tystarve saattaa suurilla ajonopeuksilla olla jopa useita satoja metrejä.

15

Erityisesti tehokkuusvaatimusten kasvun myötä on tullut tarpeelliseksi lyhentää täyden rullan pysäyttämisaikaa sen jälkeen, kun raina on katkaistu. Tämä on omiaan lisäämään löystymisongelmia, sillä osa pintakerroksista pyrkii sisimpien kerrosten pyörimisnopeuden pienenemises-20 tä riippumatta jatkamaan liikettään entisellä pyörimisnopeudellaan rullan pyörimissuuntaan eli aukeamissuuntaan. Mikäli pintakerrosten väliin on päässyt ilmaa nippi auki-rullauksen aikana, löystymisvaara on jarrutuksen aikana huomattava.

·.·. 25 Esitetyn löystymisongelman poistamiseksi tunnetaan ratkaisuja, joissa ilman pääsyä paperikerrosten väliin pyritään estämään kohdistamalla rullan pintaan ainakin radiaalinen kuormitusvaikutus. Kuormituseliminä ’;·*! käytetään tunnetusti mm. harjalaitteita, erilaisia hihnastoja tai painotelo- ja, ja näiden käyttöön perustuvia ratkaisuja on esitetty mm. patenttijul- :.v 30 kaisuissa EP-483 092, EP-658 504 ja FI-95683 (vastaava kansainväli- • ·« ............

v : nen julkaisu WO 95/34495), joista viimeksi mainittua kuvataan seuraa- vassa esimerkinomaisesti tarkemmin.

r • · · • · • · M·

Kuormituselin voi mainitun julkaisun mukaan olla ns. pätkätela tai ns.

„ 35 rynkkyrauta, mutta erityisesti mainitaan leveä harjalaite, jolla on tarkoi- tus painaa rullan pintaa. Harjalaite on kiinnitetty vaunuun, joka on jär-:··/* jestetty liikkumaan rullaimen pituussuunnassa johdejärjestelyä pitkin, ja :· liikkeen aikaansaavana toimilaitteena on esitetty ns. siirtosylinteri.

• · » • ♦ • t · 105468 Näillä järjestelyillä harjalaite siirretään kuormituskontaktiin rullan pinnan, oleellisesti rullan alapinnan kanssa rullauksen loppuvaiheessa, ja harja-laitetta kuljetetaan kuormituskontaktissa täyden rullan kanssa siirrettäessä rullaa rullausvaunujen avulla vaihtoasemaan. Harjalaite on jär-5 jestetty kääntyväksi ylös vaunun suhteen tarkoituksena viimeistellä rullan pintakerrokset vaunun joi törmättyä rullausvaunuihin. Julkaisussa esitetään myös, että harjalaitteen kääntäminen voidaan toteuttaa erillisellä toimilaitteella, jolloin harjalaitetta voidaan siirtää poispäin täyttyvän rullan pinnasta halutun suuruisen kosketuksen säilyttämiseksi rullan 10 pintaan.

Harjalaite seuraa siis täyttää rullaa siirrettäessä sitä vaihtoasemaan, jolloin kuormitusvaikutuksen määrään voidaan vaikuttaa yksinomaan vaunua siirtävän toimilaitteen tehoa säätämällä. On selvää, että tällai-15 nen järjestely, jossa samalla toimilaitteella on tarkoitus sekä siirtää vaunua ja sen mukana harjalaitetta että vaikuttaa radiaaliseen kuormitus-vaikutukseen, sallii kuormitusvaikutuksen säätelyn vain karkeasti eikä kuormitustarpeesta riippuvaan harjalaitteen hetkittäiseen joustoon vaunun liikkeen ja/tai kuormitusvaikutuksen suhteen ole juurikaan mahdol-20 lista vaikuttaa. Kuormitusvaikutuksen säätely rajoittuu lopulta, myös harjalaitetta kääntävän toimilaitteen sisältävässä sovelluksessa, yksinomaan harjalaitetta rullan pinnasta poispäin siirtävän liikkeen hyväksikäyttöön rullan kasvaessa.

·.·. 25 Perusongelmana em. harjalaitteissa on liikkeen ja kuormituksen hallit- \ : seminen samoilla toimilaitteilla. Siirrettävä/käännettävä massa tuottaa tietyissä ratkaisuissa kuollutta painoa, joka rajoittaa kuormituksen sää- *;·*] dettävyyttä.

• · · •VV 30 Tämän keksinnön tarkoituksena on esittää laite rullan painamiseksi, V ; jolla laitteella edellä esitetyt tunnettuihin ratkaisuihin sisältyvät puutteet voidaan mitä suurimmassa määrin poistaa ja siten kohottaa alalla vallit- sevan tekniikan tasoa. Tämän tarkoituksen toteuttamiseksi keksinnön mukaiselle laitteelle on pääasiassa tunnusomaista se, mikä on esitetty 35 oheisen patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa. Kuormituselintä : " kuljettava vaunu koostuu kahdesta osasta, nimittäin siirtävästä osasta vaunun kuljettamiseksi oleellisesti rullaimen pituussuunnassa ja kuor- ·;· mittavasta osasta, johon kuormituselin on yhdistetty ja joka on kytketty • · • · • · · 3 105468 siirtävään osaan kuormituksen säätöelimellä. Näin ollen vaunun liike ja kuormituselimen saattaminen kontaktiin rullan pinnan kanssa tapahtuvat yhdellä toimilaitteella ja kuormituksen säätö pääasiassa toisella toimilaitteella, mikä merkitsee, että kuormitus on säädettävissä siirtävän 5 osan liikkeestä riippumatta koko kuormituskontaktin ajan. Lisäksi sillä, että vaunun osat on kytketty toisiinsa juuri kuormituksen säätöelimellä, saadaan aikaan huomattavan suuri kuormitusvaikutuksen säätöalue. Samoin kuormituselin voi joustaa vakiokuormituksessa osien liikkuessa kauemmaksi toisistaan siirrettäessä kuormituselin kontaktiin rullan 10 kanssa ja rullan kasvaessa kuormitusta voidaan vaihdella missä tahan sa kuormituskontaktin vaiheessa minimikuormituksen ja maksimi-kuormituksen välillä, ja sitä paitsi mainittu vaihtelu on toteutettavissa nopeasti.

15 Muut keksinnön mukaiselle laitteelle tunnusomaiset piirteet käyvät ilmi oheisista epäitsenäisistä patenttivaatimuksista ja jäljempänä tulevasta selityksestä.

Keksintöä kuvataan lähemmin seuraavassa selityksessä viitaten ohei-20 seen piirustukseen, jossa kuva 1 esittää tilannetta, jossa laitetta käytetään paperirainan rul-laimessa, ·.·. 25 kuva 2 esittää laitetta ennen kuormituskontaktia sivukuvantona, ja kuvat 3-5 esittävät laitetta kuormituskontaktin aikana sivukuvantoina.

«· ·

Kuvassa 1 on esitetty sinänsä tunnettu paperirainan rullain, jossa laitet- \v 30 ta käytetään. Kyseessä on jatkuvatoiminen kiinnirullain, joka rullaa • · · v ; edeltävistä paperikoneen tai paperin jälkikäsittelykoneen osista tulevas ta jatkuvasta paperirainasta W peräkkäisiä konerullia R tampuuritelojen 2 ympärille. Tampuuriteloja 2 kannatetaan rullauksen aikana päädyistä sopivalla tukirakenteella, kuten rullauskiskoilla. Kuvassa 1 on esitetty 35 tilanne, jossa rullan vaihdon toteuttamiseksi täyteen tullut konerulla R :t#" on viety tampuuritelan 2 päätyihin yhteydessä olevilla rullausvaunuilla 12 irti rullaussylinteristä 1, jonka kautta paperiraina W on tullut rullan ja :· sylinterin 1 välisen rullausnipin kautta rullalle. Tulevan rainajuoksun ja • · · · • · • · « · • · · 105468 rullan ulkopinnan välistä kapenevaa kitaa, josta ilma pyrkii tunkeutumaan rullaan, on merkitty nuolella G.

Kuvassa 2 esitetään tilanne, jossa rulla R on täyttymässä, mutta vielä 5 rullausnipin N kautta kontaktissa rullaussylinteriin 1. Laite rullan painamiseksi - tämän jälkeen tässä selityksessä lyhyesti "laite" - on lähtöasemassa valmiina saatettavaksi kuormituskontaktiin rullan R pinnan kanssa. Laite koostuu pääosin vaunusta V, johdejärjestelystä J, jonka ohjaamana vaunu V on sovitettu liikkumaan rullaimen pituussuunnassa, 10 vaunuun V yhdistetystä kuormituselimestä 3, kuten painotelasta, kuormituksen säätöelimestä 4 ja toimilaitteista (ei esitetty) vaunun V liikkeen aikaansaamiseksi.

Vaunu V koostuu kahdesta osasta, nimittäin siirtävästä osasta 10 ja 15 kuormittavasta osasta 11. Siirtävä osa 10 vaunun V siirtämistä varten vaakasuoran johdejärjestelyn J ohjaamana on esitetyn edullisen sovelluksen mukaan kytketty johdejärjestelyn J ensimmäiseen lineaarijohtee-seen 5 hammaspyörän 7 tai vastaavan välityksellä, jolloin ensimmäinen lineaarijohde 5 on hammastanko tai vastaava ja liikkeen aikaansaavana 20 toimilaitteena on edullisesti paineilmamoottori tai vastaava.

Kuormittava osa 11, johon kuormituselin 3 on yhdistetty, on sovitettu seuraamaan siirtävää osaa 10 sen liikkeen aikana, minkä toteuttamiseksi mainitut vaunun V osat on kytketty toisiinsa kuormituksen säätö-·.·. 25 elimellä 4, joka kuvissa esitetyn edullisen sovelluksen mukaan on muo-]·.·. dostettu paineilmakäyttöisestä sylinteri-mäntäyhdistelmästä (paineilma- :.V sylinteristä). Osat on järjestetty johdejärjestelyn J lineaarijohteiden 5, 6 avulla toistensa suhteen liikkuviksi tiettyä liikerataa pitkin, esim. suora- • · · / viivaisesti. Tämä suoraviivainen suhteellinen liike on toteutettu järjestä vä 30 mällä osat 10,11 samojen tai yhdensuuntaisten lineaarijohteiden 5,6 ; ohjaamiksi.

[: Kuvien sovelluksissa kuormituksen säätöelimen 4 sylinteriosa on sijoi- tettu kuormittavaan osaan 11 ja männän varren vapaa pää on kiinnitet- ..' 35 tynä siirtävään osaan 10, mutta selvää on, että yhdistelmän osat voi- daan sijoittaa päinvastoinkin. Myös kuormittava osa 11 on sovitettu liik- kumaan johdejärjestelyn J ohjaamana, joka käsittää edullisesti kaksi li- :· neaarijohdetta, nimittäin aiemmin mainitun ensimmäisen lineaarijohteen • · · r 5 105468 5, kuten hammastangon, ja toisen lineaarijohteen 6, jonka tarkoituksena on pääasiassa toimia osana vaunun V osien liikkeen ohjaamisessa.

Laitteen ollessa lähtöasemassa ennen kuormituskontaktia siirtävän 5 osan 10 ja kuormittavan osan 11 välinen etäisyys on sopivimmin pienimmillään (kuva 2), jolloin paineilmasylinterin männänvarsikammion tilavuus on suurimmillaan. On tarkoituksenmukaista pitää tässäkin vaiheessa sylinterissä painetta, joka vastaa kuormitusvaikutuksen edellyttämää painetta.

10

Ennen rullan R siirtämistä vaihtoasemaan tuodaan kuormituselin 3 kontaktiin rullan R pinnan kanssa siirtämällä vaunua V sen siirtävän osan 10 avulla rullausvaunujen 12 liikkeen suuntaan - suunta D - siirtävän osan 10 ja kuormittavan osan 11 välimatkan ollessa liikkeen aikana 15 edelleen minimissään (kuva 3). Kuormituselimen 3 kuormitus rullan R pintaa vasten määräytyy tällöin paineilmasylinterissä vallitsevan paineen perusteella, joka on jo ennen kuormittavan osan siirtoa kontaktiin asetettu vastaamaan haluttua viivakuormaa. Kun kuormituselin 3 on tullut kontaktiin rullan pinnan kanssa, kuormittava osa 11 pysähtyy. 20 Siirtävä osa 10 pääsee edelleen etenemään rullaimen pituussuuntaan kohti rajoitinta 9, jolloin optimikuormituksen ylläpitämiseksi vaunun V osien välimatka kasvaa kuormituksen säätöelimen 4 sylinteri-mäntä-yhdistelmän ns. joustaessa, toisin sanoen sen pituuden kasvaessa ja männänvarsikammion tilavuuden pienentyessä, kammiossa vallitsevan ·.·. 25 paineen edelleen vastatessa haluttua kuormitusvaikutusta. Mainittu sy-linteri-mäntäyhdistelmän jousto voi olla lähes männänvarsikammion pi-tuinen, mikä laajentaa merkittävästi laitteen sovellusaluetta esimerkiksi rullan R halkaisijan mukaan. Suurihalkaisijaisilla rullilla R jousto voi olla :·’]ί lähes sylinteri-mäntäyhdistelmän koko pituudenmuutoskyky :.v 30 (joustokyky) ja pienillä rullilla R muutamia senttimetrejä.

Il» • » · «Il

Kuvassa 4 esitetään tilanne, jossa siirtävä osa 10 on saavuttanut ääri-asemansa rullausvaunun 12 suhteen. Rullausvaunuun 12 on sijoitettu ääriaseman määräävä liikerajoitin 9 pysäyttämään siirtävän osan 10 35 liike rullausvaunun 12 suhteen, jolloin myös siirtävän osan 10 ja kuor-:t ” mittavan osan 11 välimatka on maksimissaan. Siirtävän osan 10 liik- keen rullausvaunun 12 suhteen päätyttyä rullausvaunut 12 voidaan

:· siirtää rullaimen pituussuunnassa vaihtoasemaa kohti, jolloin rulla R

• · · · • · · • · • · • ·« 105468 siirtyy niiden mukana ja rullausnippi N aukeaa. Vaunun V liike jatkuu rullausvaunun 12 liikkeen mukana kohti vaihtoasemaa suuntaan D vaunun V oman moottorin (paineilmamoottorin) avulla kuormituksen jatkuessa edelleen kuormituksen säätöelimen 4 avulla rullanvaihtotilan-5 teen vaatimusten mukaan (kuva 5). Tässä rullan R siirtovaiheessa kuormituselin 3 painaa rainasta W rullaan päällimmäiseksi tulevan kerroksen vasten rullaa estäen ilman pääsyn kerroksen alle.

Vaunun V palauttaminen takaisin lähtöasemaansa toteutetaan paineil-10 mamoottorilla yksinkertaisesti vaihtamalla liikesuunta suuntaventtiilillä, jolloin myös osat 10 ja 11 menevät yhteen kuormituksen säätöelimen 4 vaikutuksesta.

Kuvat 2-5 esittävät laitetta rullan R päädystä katsottuna ilmentäen näin 15 vain osaa laitekokonaisuudesta. Sekä siirtävä osa 10 että kuormittava osa 11 koostuvatkin kahdesta osasta siten, että rullan R toiseen päätyyn sijoittuvat oleellisesti vastaavat elimet mukaanluettuna edullisesti myös kuormituksen säätöelin 4, johdejärjestely J ja rullausvaunussa 12 oleva liikerajoitin 9. Tällöin laitteeseen kuuluu olennaisena osana myös 20 tahdistusakseli 8 tai vastaava ainakin ja erityisesti siirtävän osan 10 osien välillä niiden liikkeiden synkronoinnin toteuttamiseksi. Esitetyn edullisen sovelluksen mukaan juuri tahdistusakseli 8 on muodostettu ainakin päittensä osalta aiemmin mainituiksi hammaspyöriksi 7. Osat 10 ja 11 voidaan sijoittaa rullaimen alaosaan sellaiselle liikekorkeudelle, ·.·. 25 että ne mahtuvat maksimihalkaisijaisen rullan R alle, ja johdejärjestely J [.m'm voidaan sijoittaa sopivalle korkeudelle, esim. rullauskiskojen alle.

• · ·

Mainittujen toimielinten toiminnan ohjauksessa käytetään sinänsä tun- * · · nettuja ohjausjärjestelyjä ja/tai ohjausautomatiikan sovelluksia. Kuormi- \v 30 tuksen säätöelimen 4 paine voidaan asettaa halutuksi paineensäätö-• · · : venttiilillä. Jos sekä siirtoon että kuormitukseen käytetään paineilma- käyttöistä moottoria ja toimilaitetta (paineilmamoottori ja paineilmasylin-teri), saadaan niiden vaatima paineilma sopivin kytkennöin samasta **’: paineilmalähteestä.

:·" 35

Kuormituselin 3 on kiinnitetty kuormittavaan osaan 11 jäykästi ainakin :···’ siten, että kuormitusvoima määräytyy kuormituksen säätöelimen 4 voi- i· man perusteella. Jos kuormituselin 3 on painotela, on se laakeroitu 7 105468 pyöriväksi varteen, joka on kiinnitetty kuormittavaan osaan 11 viistosti taakse ylös suuntautuvaksi.

Selvää on, että kuormituselimenä 3 voi toimia muukin kuin painotela, 5 esimerkiksi harjalaite tai vastaava, joka sijoitetaan painotelaa vastaavalla tavalla kuormittavaan osaan 11. Toimielimet vaunun liikkeen aikaansaamiseksi sekä kuormituksen säätöelin 4 kuormitusvoi-man aikaansaamiseksi voivat olla muitakin kuin paineilman käyttöön perustuvia sovelluksia. Keksintöä ei ole muutenkaan rajoitettu vain 10 edellä esitettyihin ja piirustuksen mukaiseen suoritusmuotoon, vaan se voi vaihdella oheisissa patenttivaatimuksissa esitetyn keksinnöllisen ajatuksen puitteissa. Esimerkiksi kuormituselin 3 voidaan tuoda päinvastaisesta suunnasta, eli rainan kulkusuunnassa katsoen rullan R takaa, jolloin voidaan vastavalla tavalla käyttää siirtävää osaa 10 ja 15 kuormittavaa osaa 11, jotka tällöin liikkuisivat rullan R siirtosuuntaa vastaan. Ilman pääsyn estämisen kannalta on kuvien mukainen kuormituselimen 3 sijainti kuitenkin edullisin. Samoin voitaisiin ajatella, että osat 10 ja 11 voidaan tuoda päinvastaisessakin järjestyksessä kuin kuvissa 2-5 on esitetty, eli kuormittava osa 11 edellä, jolloin 20 kuormituksen säätöelin 4 joustaisi lyhenemällä, mutta tällöin tulee tilaongelmia, ja liikerajoittimen 9 sijoitus monimutkaistuu.

• · • · • « € 9 0 9 9 0 9 9 9 999 • · • · 990 9 m 9 9 9 m 99 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 999 9 9 9 9 0 9 99 9 9 9 999 999 9 < « f < « • · • » t « 4 4 • f 1 t i •

III

f «44 • · •

• I I

Claims (13)

1. Laite rullan painamiseksi paperirainan rullaimessa, joka laite käsit-5 tää rullaa (R), erityisesti sen pintakerroksia, ainakin radiaalisesti kuormittavan kuormituselimen (3) rullan (R) löystymisen estämiseksi, 10. vaunun (V), johon kuormituselin (3) on yhdistetty, toimielimet vaunun (V) kuljettamista varten rullaimen pituussuunnassa, tunnettu siitä, että vaunu (V) käsittää ainakin kaksi osaa, nimittäin 15 siirtävän osan (10) vaunun (V) kuljettamiseksi rullaimen pituussuunnassa, ja kuormittavan osan (11), johon kuormituselin (3) on yhdistetty, 20 ja siitä, että siirtävä osa (10) ja kuormittava osa (11) on kytketty toisiinsa toistensa suhteen liikkuviksi kuormituksen säätöelimellä (4), joka on järjestetty säätämään kuormituselimen (3) aikaansaamaa kuormitusta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että siirtävä osa (10) ja kuormittava osa (11) on järjestetty toistensa suhteen liikku-viksi tiettyä liikerataa pitkin siten, että kuormituselimen (3) ollessa kuormituskontaktissa siirtävä osa (10) pääsee loitontumaan kuormitta-*: " vasta osasta (11). 30

• · · : 3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että osat (10,11) on järjestetty toistensa suhteen liikkuviksi suoraviivaista liikera-taa pitkin. • · · · ./ 35

4. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen laite, tunnettu siitä, että siir- tävä osa (10) ja kuormittava osa (11) on järjestetty liikkuviksi rullaimen ' ·: ' pituussuunnassa johdejärjestelyn (J) ohjaamina. · · · • · • I • · · 9 105468

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että sekä siirtävä osa (10) että kuormittava osa (11) koostuvat kahdesta osasta, jotka sijaitsevat välimatkan päässä toisistaan rullaimen poikki-suunnassa, edullisesti rullan (R) päätyjen kohdalla. 5

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, tunnettu siitä, että välimatkan päässä toisistaan sijaitsevat vaunun (V) osat, erityisesti siirtävän osan (10) osat, on synkronoitu keskenään osat yhdistävällä tahdistus-akselilla (8) tai vastaavalla.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laite, tunnettu siitä, että tahdis-tusakseliin (8) tai vastaavaan on muodostettu hammaspyörä/-pyörät (7) tai vastaavat ja että vaunua (V) ohjaava/ohjaavat lineaarijohde/-johteet (5) ovat hammastankoja tai vastaavia, jolloin voimansiirtoeliminä toimi- 15 laitteelta siirtävän osan (10) liikkeen aikaansaamiseksi toimivat hammaspyörä-hammastanko-yhdistelmä/yhdistelmät tai vastaavat.

8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että kuormituksen säätöelin (4) on muodostettu ainakin yhdestä paine- 20 väliainekäyttöisestä sylinteri-mäntäyhdistelmästä.

8 105468

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen laite, tunnettu siitä, että sylinteri-mäntäyhdistelmä on paineilmakäyttöinen. \\ 25

10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu lv. siitä, että kuormituselimen (3) muodostaa painotela tai vastaava. • · · • · - - — — — • · · • · V*!

11. Jonkin patenttivaatimuj<sen 1-9 mukainen laite, tunnettu siitä, että a · · —________ *· / kuormituselimen (3) muodostaa harjalaite tai vastaava. :-v 30 v

** 12. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että siirtävän osan (10) liikkeen aikaansaava toimilaite on paineil-mamoottori. • · « • aa t i ___ ’ · · « ------------- - ./ 35

13. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että rullan (R) siirtoliikkeen mukana liikkuvaan osaan, kuten rul- • f _____.. *:·' lausvaunuun (12) on sijoitettu liikerajoitin (9) siirtävän osan (10) liikkeen pysäyttämiseksi. r i « • · I I III 10 105468