FI106254B - Rullausydin ja menetelmä rullausytimen valmistamiseksi - Google Patents

Description

106254

Rullausydin ja menetelmä rullausytimen valmistamiseksi Rullkäma och ett förfarande för att framställa en rullkärna 5

Keksinnön kohteena on rullausydin paperi- tai kartonkikonetta tai vastaavaa varten, jonka rullausytimen päälle rullataan materiaalirainaa, erityisesti paperia tai kartonkia, jonka rullausytimen päätyihin on päätyliitoksilla kiinnitetty akselitapit, joiden välityksellä rullausydin on tuettu pyörivästi laakerilaittein koneen runkoon, joka 10 rullausydin käsittää koneen runkoon pyörivästi tuetun sisävaipan ja mainitun sisävaipan päälle sovitetun ulkovaipan siten, että sisävaipan ja ulkovaipan väliin jää välys, joka ulkovaippa on tuettu sisävaippaan ainakin osittain kehän ympäri ulottuvin nivellaittein.

15 Keksinnön kohteena on myös menetelmä rullausytimen valmistamiseksi, jossa menetelmässä valmistetaan rullausydin, jonka rullausytimen päälle rullataan materiaalirainaa, erityisesti paperia tai kartonkia, jonka rullausytimen päätyihin on ’ päätyliitoksilla kiinnitetty akselitapit, joiden välityksellä rullausydin on tuettu pyörivästi laakerilaittein koneen runkoon, joka rullausydin käsittää koneen runkoon 20 pyörivästi tuetun sisävaipan ja mainitun sisävaipan päälle sovitetun ulkovaipan siten, että sisävaipan ja ulkovaipan väliin jää välys, joka ulkovaippa on tuettu sisävaippaan ainakin osittain kehän ympäri ulottuvin nivellaittein, jotka nivellaitteet käsittävät metaanista muodostetut nivelosuudet.

25 Paperikoneella valmistuva paperi kierretään tampuuriraudan ympäri konerullaksi rullaimella. Yleisimpänä tyyppinä käytetään kehävetoista rullainta, jossa tampuuri-rauta tai tampuuritela pyörii rullaussylinteriä vasten. Viivapaineen hallinta on ollut », · ' tekniikan tasosta tunnetuilla kumipinnoitteisilla tai polyuretaanipinnoitteella - varustetuilla tampuuriteloilla epämääräistä rullan pohjalla. Tampuuriteloissa telan 30 pinnan kovuus ja kokoonpuristuvuusominaisuudet poikkeavat varsin ratkaisevasti paperin vastaavista ominaisuuksista, mistä on seurauksena se, että rullausta aloitettaessa tyhjälle tampuuritelalle ei saavuteta haluttua rullatun paperin kovuus- ja tiheysjakaumaa. Toinen merkittävä ongelma erityisesti LWC- ja SC-papereilla on 2 106254 ollut se, että tällaiset paperit muodostavat tampuurille erittäin tiiviitä rullia, jotka ovat myös jäykkiä. Tampuurirauta kuitenkin taipuu kuormituksen johdosta ja koska tampuuriraudalla oleva jäykkä paperirulla ei pysty vastaavassa määrin taipumaan, on paperirullan tampuuriin aiheuttama paine tampuurin reunoilla huomattavasti suu-5 rempi kuin tampuurin keskialueella. Nämä haittapuolet aiheuttavat rullauksessa ratakatkoja ja pohjahylkyä, joka yhtä rullaa kohti voi olla suuruudeltaan jopa 2000 m. Hylystä aiheutuvat menetykset ovat paperitehtaalla näin ollen vuositasolla jopa kymmeniä miljoonia markkoja. Tampuurin taipumisesta ja taipumisen aiheuttamasta epäedullisesta painejakautumasta johtuvia ongelmia on aikaisemmin yritetty 10 poistaa siten, että tampuuriraudan halkaisijaa on suurennettu. Tällä onkin luonnollisesti päästy siihen vaikutukseen, että tampuuriraudan taipuma on saatu pienemmäksi, jolloin erot painejakautumassa tampuuriraudalla ovat vastaavasti pienemmät. Ratkaisun merkittävä haittapuoli on ollut kuitenkin se, että vanhoissa paperitehtaissa suurempien tampuurirautojen hankinta ei ole kannattavaa, koska se vaatii 15 rullauslaitteisiin investointeja.

Edellä käsiteltyihin ongelmiin on esitetty ratkaisu hakijan FI-patenttihakemuksessa 910833, jonka mukaisessa rullausytimessä rullausytimen päätyihin on päätyliitoksilla liitetty akselitapit, joiden välityksellä rullausydin on tuettu pyörivästi laakerilaittein 20 koneen runkoon ja rullausydin on varustettu välinein rullausytimen taipuman kompensoimiseksi ja rullausytimen päälle rullattavan materiaalirainan aiheuttaman paineen tasaamiseksi. Välineet rullausytimen taipuman kompensoimiseksi ovat esitetyssä sovellusesimerkissä nivellaitteet, joilla rullausytimen ulkovaippa on tuettu sisävaippaan kahdesta kohtaa, jotka sijaitsevat etäisyyden päästä rullausytimen 25 kummastakin päädystä rullausytimen keskiosaa kohti. Keksinnön eräänä päämääränä onkin kehittää edelleen tätä tunnettua ratkaisua.

Lisäksi tekniikan tasosta tunnetaan sellainen rullausydin, jossa edellä kuvattua rul- r lausydintä on kehitetty edelleen ratkaisuksi, jossa nivelmateriaalina käytetään 30 uretaania. Uretaani kuitenkin puristuu kokoon suuren kuormituksen alaisena eli kun sen ympärillä on täysi tampuuri. Rullausytimissä, joissa nivelmateriaalina on käytetty uretaania, on ollut värähtelyongelmia, joidenka syynä on lähinnä uretaanin paksuus- 3 106254 vaihtelu, joka toimii puolikriittisenä värähtelyn lähteenä. Tekniikan tasosta tunne-r tuissa rakenteissa uretaaninivel valetaan vaippojen väliin kun ne on koottu päistä keskeisesti. Käytettäessä kuumavalu-uretaania vaipat lämmitetään n. 100 °C,jolloin vaippojen lämpötilajakaumat helposti muodostuvat epätasaisiksi, jolloin vaipat 5 käyristyvät erilailla ja aiheuttavat tuennasta johtuen nivelalueella vaippojen keskityksen poikkeaman. (Tällöin siis vaippojen erilaisesta taipumisesta nivelten kohdalla vaipat eivät ole täysin keskeisesti).

Epäkeskeisen ulkovaipan aiheuttama epätasapaino saadaan korjattua tiheydeltään 10 pienemmällä pinnoitteella kuten uretaanilla tai kumilla ja sitten sorvaamalla pinta sisäputken kanssa keskeiseksi. Syntynyt pinnoite korjaa epätasapinon, mutta ei puolikriittistä värähtelyä.

Keksinnön päämääränä on aikaansaada sellainen rullausydin, jossa ei esiinny edellä 15 kuvattuja keskitysvärähtelyongelmaa eikä uretaanin kokoonpainumisesta aiheutuva ongelmaa.

« • t

Keksinnön päämääränä on myös aikaansaada yksinkertainen ja edullinen menetelmä rullausytimen valmistamiseksi.

20

Edellä esitettyihin ja myöhemmin esille tulevien päämäärien saavuttamiseksi on keksinnön mukaisella rullausytimelle pääasiallisesti tunnusomaista se, että kukin nivellaite koostuu uretaanista muodostetuista, sisä- ja ulkovaippaan kontaktissa olevista nivelosuuksista sekä rullausytimen aksiaalisuunnassa kyseisten uretaanista 25 muodostettujen nivelosuuksien väliin siten järjestetyistä pallopintanivelistä, että „ ·. sisävaippa ja ulkovaippa ovat keskenään olennaisesti koaksiaalisesti.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle rullausytimen valmistamiseksi on puolestaan pääasiallisesti tunnusomaista se, että menetelmässä pallopintanivelet sijoitetaan 30 sisävaipan ympärille ja että nivellaitteiden uretaaniosuudet valetaan sisävaipan ja ulkovaipan väliin ulkovaippaan tehtyjen reikien kautta.

4 106254

Keksinnön mukaisella järjestelyllä, jossa nivelet muodostetaan metalliuretaanirakenteesta, voidaan välttää uretaanin kokoonpainuminen, koska metallinivelen pallopinnat estävät painuman. Keksinnön mukaisella rakenteella voidaan myös välttää värähtelyongelmat, koska pallopintanivel toimii uretaanin valun aikana vaippojen keskittäjänä ja uretaanin 5 paksuus saadaan samaksi koko kehällä, jolloin ei esiinny värähtelyä aiheuttavaa paksuus-vaihtelua.

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisemmin oheisen piirustuksen kuvioihin viitaten, joiden yksityiskohtiin keksintöä ei ole kuitenkaan tarkoitus mitenkään ahtaasti 10 rajoittaa.

Kuvio 1 esittää kaaviomaisena leikkauskuvana keksinnön mukaisen rullausytimen erästä toteuttamisvaihtoehtoa.

15 Kuviossa 2 on esitetty kaaviollisena osasuurennoksena keksinnön mukaisessa rullausyti-messä käytettävä nivelrakenne.

Kuviossa 1 on rullausydintä merkitty yleisesti viitenumerolla 10. Rullausydin 10 käsittää sisävaipan 11, jonka kumpaankin päätyyn on päätyliitoksilla 12 kiinnitetty akselitapit 13, 20 joiden varaan rullausydin 10 on laakeroitu koneen runkoon. Sisävaippa 11 toimii keksinnön mukaisessa rullausytimessä 10 näin ollen elimenä, joka ottaa vastaan ja kantaa «i rullausytimeen 10 kohdistuvat kuormitukset. Sisävaipan 11 päälle on sovitettu halkaisijaltaan suurempi ulkovaippa 14 siten, että sisävaipan 11 ja ulkovaipan 14 väliin jää välys, joka sallii sisä- ja ulkovaipan 11,14 taipumisen toistensa suhteen. Tämän tarkoituksena 25 on se, että ulkovaipalla 14 pyritään mahdollisimman hyvin kompensoimaan kuormituksesta johtuvaa sisävaipan 11 taipumaa. Keksinnön mukainen rullausydin 10 on näin ollen varustettu taipuman kompensoinnilla. Ulkovaippa 14 on tuettu sisävaippaan 11 kuvion 1 mukaisesti nivellaitteiden 15 avulla. Nivellaitteet 15 on sijoitettu rullausytimen 10 aksiaaliselle pituudelle siten, että ne sijaitsevat uiko- ja sisävaipan 11,14 päädyistä 30 etäisyyden päässä.

106254 5

Kuvion 2 mukaisesti nivellaitteet 15 on muodostettu uretaaniosuuksista 26 ja näiden väliin sijoitetuista pallopintanivelistä 21. Pallopintanivelien kummallekin puolelle on järjestetty ilmarako 25 tai vastaava, jolla estetään uretaanin 26 meneminen pallopin-tanivelen 21 nivelpintojen 22A.23A väliin, mikä uretaanin 26 kovettuessa aiheuttaisi 5 ongelmia nivelen 21 toiminnalle.

Keksinnön mukaisesti pallopintanivelet 21 muodostavat nivelpannat 22,23 sijoitetaan sisävaipan 11 ympärille ennen uretaanien valua pallon kupera ja kovera pinta vastakkain. Nivelet 21 keskittävät ulkovaipan 14 ja sisävaipan 11 koaksiaalisiksi, jonka jälkeen 10 uretaani 26 voidaan valaa vaippojen 11,14 väliseen tilaan ulkovaippaan 14 tehtyjen reikien (ei esitetty) kautta. Ilmaraon 25 sijasta pallopintanivelien 21 kummallakin puolella voidaan käyttää silikoniletkua tai muuta joustavaa ainetta, joka estää uretaanin 26 kovettuessaan haittaamasta nivelen 21 toimintaa. Luonnollisesti valmistettaessa rullausydintä 10 uretaanivaluja 26 varten asetetaan omat tiivisteet sisävaipan 11 ja 15 ulkovaipan 14 väliin. Kuvioissa esitetyssä sovellusesimerkissä pallopintanivelet 21 on muodostettu koko sisävaipan ympärille ulottuviksi renkaiksi 22,23, mutta ne voidaan myös muodostaa osista. Olennaista kuitenkin on, että ne on sijoitettu siten, että ne keskittävät sisävaipan 11 ja ulkovaipan 14.

20 Pallopintanivelet 21 muodostetaan sopivimmin sellaisesta materiaalista, joka mahdollistaa nivelpantojen 22,23 nivelpintojen 22A,23A välisen liikkeen ja on riittävän kovaa, ettei r» materiaali painu kokoon kuormituksen johdosta. Sopivina materiaaleina voidaan mainita esimerkiksi erilaiset laakerimetallit, Iaakerimuovit ja erilaiset muut laakeriaineet.

25 Edellä on keksintöä selitetty esimerkinomaisesti oheisen piirustuksen kuvioihin viittaamalla. Keksintöä ei ole kuitenkaan rajoitettu koskemaan pelkästään kuvioissa esitettyjä esimerkkejä, vaan monet muunnokset ovat mahdollisia oheisissa patenttivaatimuksissa » määritellyn keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

30

Claims (12)

1. Rullausydin paperi- tai kartonkikonetta tai vastaavaa varten, jonka rullausytimen (10) päälle rullataan materiaalirainaa, erityisesti paperia tai kartonkia, jonka rullausytimen 5 (10) päätyihin on päätyliitoksilla (12) kiinnitetty akselitapit (13), joiden välityksellä rul lausydin (10) on tuettu pyörivästi laakerilaittein koneen runkoon, joka rullausydin (10) käsittää koneen runkoon pyörivästi tuetun sisävaipan (11) ja mainitun sisävaipan (11) päälle sovitetun ulkovaipan (14) siten, että sisävaipan (11) ja ulkovaipan (14) väliin jää välys, joka ulkovaippa (14) on tuettu sisävaippaan (11) ainakin osittain kehän ympäri 10 ulottuvin nivellaittein (15), tunnettu siitä, että kukin nivellaite (15) koostuu uretaanista muodostetuista, sisä- ja ulkovaippaan (11,14) kontaktissa olevista nivelosuuk-sista (26) sekä rullausytimen (10) aksiaalisuunnassa kyseisten uretaanista muodostettujen nivelosuuksien (26) väliin siten järjestetyistä pallopintanivelistä (21), että sisävaippa (11) ja ulkovaippa (14) ovat keskenään olennaisesti koaksiaalisesti. 15

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen rullausydin, tunnettu siitä, että kukin nivellaite (15) käsittää kolme uretaanista muodostettua nivelosuutta (26) ja näiden väliin sovitetut pallopintanivelet (21), jotka pallopintanivelet (21) on muodostettu vastakkain tulevista nivelpinnoista (22A.23A). 20

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen rullausydin, tunnettu siitä, että nivellait- • · teen (15) pallopintanivelen (21) kummallekin puolelle on järjestetty estoelin (25) estämään uretaanin (26) menemisen pallopintanivelen (21) nivelpintojen (22A,23A) väliin. 25

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen rullausydin, tunnettu siitä, että estoelin (25) on ilmarako.

5. Patenttivaatimuksen 3 mukainen rullausydin, tunnettu siitä, että estoelin (25) 30 on letku. 7 106254

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen rullausydin, tunnettu siitä, että nivelpinnat (22A,23A) on valmistettu laakerimetallista.

6 106254

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen rullausydin, tunnettu siitä, että 5 ulkovaippa (14) on tuettu sisävaippaan (11) nivellaitteilla (15) kahdesta kohtaa, jotka sijaitsevat etäisyyden päässä rullausytimen (10) kummastakin päädystä rullausytimen keskiosaa kohti.

8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen rullausydin, tunnettu siitä, että 10 nivellaitteet (15) sallivat rullausytimen (10) sisä- ja ulkovaipan (11,14) keskinäisen taipuman ja estävät ulkovaipan (14) pyörimisen sisävaipan (11) suhteen.

9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen rullausydin, tunnettu siitä, että pallonivelen (21) nivelpinnat (22A.23A) on muodostettu kahdesta kehän ympäri ulottu- 15 vasta nivelpannasta.

10. Menetelmä rullausytimen valmistamiseksi, jossa menetelmässä valmistetaan rullausydin, jonka rullausytimen (10) päälle rullataan materiaalirainaa, erityisesti paperia tai kartonkia, jonka rullausytimen (10) päätyihin on päätyliitoksilla (12) kiinnitetty 20 akselitapit (13), joiden välityksellä rullausydin (10) on tuettu pyörivästi laakerilaittein koneen runkoon, joka rullausydin (10) käsittää koneen runkoon pyörivästi tuetun sisävai- • < pan (11) ja mainitun sisävaipan (11) päälle sovitetun ulkovaipan (14) siten, että sisävaipan (11) ja ulkovaipan (14) väliin jää välys, joka ulkovaippa (14) on tuettu sisävaippaan (11) ainakin osittain kehän ympäri ulottuvin nivellaittein (15), jotka nivellaitteet (15) 25 käsittävät metaanista muodostetut nivelosuudet (26), tunnettu siitä, että menetel-. mässä pallopintanivelet (21) sijoitetaan sisävaipan (11) ympärille ja että nivellaitteiden (15) uretaaniosuudet (26) valetaan sisävaipan (11) ja ulkovaipan (14) väliin ulkovaippaan , (14) tehtyjen reikien kautta.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ure- taaniosuuksien (26) tiivisteet sijoitetaan paikoilleen ennen valamista. 8 106254

12. Patenttivaatimuksen 10 tai 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä pallopintanivelet (21) muodostetaan kahdesta sisävaipan (11) kehän ympäri ulottuvasta nivelpannasta (22,23). 5 • 4 9 106254