FI107908B - Menetelmä ja laitteisto rullan rakenteen hallitsemiseksi - Google Patents

Description

107908

Menetelmä ja laitteisto rullan rakenteen hallitsemiseksi

Keksintö kohdistuu menetelmään rullan rakenteen hallitsemiseksi, jossa menetelmässä tampuuritelan ympärille rullataan jatkuvaa paperirainaa 5 rullaksi ja rainasta mitataan yhtä tai useampaa muuttujaa. Keksintö kohdistuu myös laitteistoon rullan rakenteen hallitsemiseksi. Kysymyksessä on jatkuvatoiminen kiinnirullaus, jossa rullaimeen ajonopeudella (ratanopeudella) tulevasta jatkuvasta paperi rainasta muodostetaan peräkkäisiä konerullia.

10

Paperi- tai kartonkikoneen loppupäässä tai paperin tai kartongin jälki- käsittelylaitteistossa, kuten päällystyskoneessa edeltävistä osista tuleva jatkuva kuituraina rullataan pyörivän rullausakselin eli tampuuritelan ympärille rullaksi, ns. konerullaksi. Rullaus suoritetaan ratanopeudella 15 pyörivän rullaussylinterin avulla, jonka kautta raina tulee rullalle. Rul- laussylinterin ja rullan välillä pidetään kuormitus, joka aiheuttaa rullan ja rullaussylinterin kosketuskohdassa olevaan, suunnilleen rullausakselin kanssa yhdensuuntaiseen rullausnippiin tietyn viivakuorman. Kuormitus toteutetaan tavallisimmin kuormittamalla rullausakselin päätyihin yhtey- 20 dessä olevalla kuormitusmekanismilla rullaa kohti rullaimen rungossa kiinteäasemaisesti sijaitsevaa rullaussylinteriä samalla kun rullausakseli siirtyy päädyistä kannatettuna kauemmaksi rullaussylinteristä rullan kasvun mukaan. Edellä kuvatusta rullaintyypistä käytetään nimitystä pope-rullain. Rullausakselin ja rullan pyöritys on näissä rullaimissa 25 mahdollista toteuttaa pintavedolla, jolloin rullausakseli on rullaimen :T: kannatinrakenteissa vapaasti pyörivä ja pyörimiseen tarvittava voima :*·*: välittyy rullaussylinteriltä rullausnipin kautta rullaan, tai keskiökäytöllä, • · jolloin rullaussylinterin lisäksi myös rullausakselissa on käyttö.

• · • · • · · • · · 30 Pintavedolla toimiva rullaintyyppi on esitetty esim. hakijan suomalaises-** * sa patentissa 71107, jota vastaa USA:lainen patentti 4634068. Keskiö- .. käyttöavusteinen rullain on esitetty esim. hakijan suomalaisessa pa- *·]·: tenttihakemuksessa 905284, jota vastaa USAilainen patentti 5251835.

; Keskiökäyttöavusteinen rullain, jossa on erikseen rullan kuormitusme- • ·:··· 35 kanismi ja rullan slirtomekanismi, on esitetty eurooppalaisessa paten-tissa 604558, jota vastaa USA.Iainen patentti 5393008.

• • · • · # • · · • · · · ·*« • » • · • · · 107908 2

Koska edeltävistä paperi- tai kartonkikoneen tai rainan jälkikäsittelylait-teiston osista tulee jatkuvaa rainaa koneen tai laitteiston ajonopeudella, on väliajoin suoritettava rullan vaihto, eli rullausasemassa rullattavan rullan tullessa täyteen katkaistaan raina jollain sopivalla, esimerkiksi 5 rainan pintapainosta riippuvalla menetelmällä, ja katkaisukohtaa seu-raava rainan uusi pää ohjataan uuden tyhjän rullausakselin ympärille, joka on aikaisemmin tuotu vaihtoasemaan rullausakselien varastosta, ns. tampuurivarastosta. Tätä vaihtosekvenssiä tai jotakin sen osaa koskevia patentteja ja patenttihakemuksia on monia, ja esimerkkeinä 10 voidaan mainita hakijan suomalainen patentti 95683, jota vastaa kansainvälinen julkaisu WO 93/34495 (rainaa painava elin, joka estää ilman pääsyn rullaan) ja hakijan suomalainen hakemus 915432, jota vastaa US-patentti 5360179 (rainan katkaisu vesisuihkulla) ja hakijan suomalainen patentti 97339, jota vastaa EP-hakemusjulkaisu 739695 15 (iskevä teräkatkaisulaite rainan katkaisemiseksi kokoleveällä katkaisulla).

Rullaussylinteri on tavallisesti kiinteäasemainen rullaimen rungossa. Tunnetaan kuitenkin myös rullainratkaisu, jossa rullaussylinteri on jär-20 jestetty runkoon pystysuunnassa liikkuvaksi ja kuormitettavaksi vasten rullaa, joka on järjestetty asemaltaan säädettäväksi rullauskiskoilla. Ratkaisu, joka on esitetty eurooppalaisessa patentissa 697006, mahdollistaa rullausakselien liikuttamisen pitkin suoraa rataa tampuurivarastosta rullauskiskoille rullaussylinterin päältä ja rullausak-25 selin vakioaseman rullauksen aikana kompensoimalla rullan kasvu rul-:T: laussylinterin liikkeellä alas. Eurooppalaisesta hakemusjulkaisusta 792829 tunnetaan rulla, jossa rullaa vasten kuormitettava rullaussylin- • · teri pääsee siirtymään vaakasuunnassa rullan koon kasvaessa ja rul-.·.·! lausakselin pyöriessä paikoillaan.

*:.Y 30 • i » ** * Rullainkonsepteja tunnetaan siis monia. Yhteistä kaikille edellä maini- .. tuille on joko kiinteäasemainen tai liikkuva rullaussylinteri ja rullaus- *£: asemassa siihen nippikontaktissa oleva kasvava konerulla. Kaikille rul- v : lainkonsepteille on yhteistä tarkka ja vaativa, rullaussylinterin ja sen 35 yhteyteen tuodun tyhjän rullausakselin avulla toteutettava vaihto-sekvenssi. Vaihtosekvenssin häiriötön toteuttaminen hylyn välttämi-. ·. seksi vaatii toimilaitteilta ja automatiikalta paljon. Varsinkin nykyiset ••j i suuret, normaalisti yli 20 m/s, yleensä jo yli 25 m/s olevat ratanopeudet • · • · ·« · 107908 3 asettavat vaatimuksia rullaimen häiriöttömälle toiminnalle, jotta saataisiin mahdollisimman virheettömiä konerullia.

Itse rullausasemassa tapahtuvan rullauksen aikana pyritään syntyvän 5 rullan rakenteeseen vaikuttamaan rullausnipissä vaikuttavan viivapai-neen (viivakuorman) ja ratakireyden avulla. Nykyisen tietämyksen mukaan rullaimen rullaustulos korreloi selvästi myös rullattavan rainan poikkisuuntaisten profiilien kanssa. Erityisen ongelmalliseksi on havaittu "hymyilevä" tai "kuppimainen" paksuuden poikkiprofiili, jonka tiedetään 10 laskelmien perusteella aiheuttavan rullan sisäisen radiaalipainejakau-man myöskin muodoltaan reunoilta nousevaksi.

Erään teorian mukaan reunoilta keskiosaa paksumpi raina aiheuttaa konerullaan sisäisiä voimia, jotka voivat aiheuttaa sisäisiä liikkeitä. Liik-15 keiden seurauksena konerullan pohja voi pullahtaa ulos, minkä seurauksena syntyy pohja- tai reunarisoja.

Rainan poikkiprofiilit muodostetaan paperikoneella ja jälkikäsittelylaitteilla ennen kiinnirullausta. Esimerkkinä paperikoneella 20 tai paperin jälkikäsittelylaitteella suoritettavasta säädöstä voidaan mainita US-patentti 5649448. Kiinnirullaimella ei ole mahdollisuutta enää vaikuttaa rainan ominaisuuksiin. Toisaalta kiinnirullaimella tulisi pystyä rullaamaan poikkiprofiileiltaan huonostakin rainasta konerulla ilman rullauksen aiheuttamia vikoja tai materiaalihävikkiä. Ajonopeuksien 25 rinnalla pyritään kasvattamaan rullaimessa rullattavien konerullien ko-:T: koa. Kun rullan halkaisija kasvaa, myös vaatimukset rainan tasalaatui- suudelle kasvavat.

• · • · • · t • ♦· .·.·* Keksinnön tarkoituksena on poistaa aikaisemmista rullausprosesseista • · ♦ 30 johtuvat epäkohdat ja esittää menetelmä, jolla rullattavien rullien laatu-vikoja voidaan vähentää. Tämän tarkoituksen toteuttamiseksi keksinnön mukaiselle menetelmälle on pääasiassa tunnusomaista se, mikä on “ esitetty oheisen patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.

• · · • · · 35 Keksinnön ajatuksena on parantaa rullaustulosta käyttämällä aktiivise-na hallintasuureena radan oskillointia. Kun rainasta suoritetussa mit-tauksessa havaitaan muutos, muutetaan oskillointia, jolla rainaa ohjaili taan tampuuritelan aksiaalisuunnassa eri kohdille rullaan. Oskilloinnin • « • » ·♦· 107908 4 muutos voi olla sellainen, että oskillointiamplitudi on normaalisti nolla, eli oskillointia ei ole, ja oskillointi aloitetaan, kun rainan ominaisuuksia mittaavassa mittauspisteessä havaitaan rainasta mitatun muuttujan muutos, joka vaikuttaa heikentävästi rullan laatuun. Mittaus, jonka pe-5 rusteella oskillointi määräytyy, voi olla radan poikkiprofiilin mittaus sopivasta kohdasta radan kulkuväylää jollain sopivalla menetelmällä. Radan oskilloinnin aloittaminen ja oskilloinnin määrä voi riippua poikkipro-fiilien laadusta. Keksintö voidaan toteuttaa siten, että kun paksuusmit-tauksen hajonta tai muu poikkiprofiilin epätasaisuutta kuvaava muuttuja 10 ylittää tietyn kynnyksen, oskillointi alkaa. Oskilloinnin muutos voidaan toteuttaa myös oskilloinnin ollessa käynnissä. Oskilloinnin kvantitatiivinen säätö voi olla toteutettu siten, että kun rainan on-line paksuusmit-tauksen hajonta tai muu poikkiprofiilin epätasaisuuden kanssa korreloiva muuttuja kasvaa, niin oskilloinnin amplitudia ja/tai nopeutta kasvate-15 taan. Pidemmälle vietynä säätö voi huomioida myös profiilin muodon, jolloin oskilloinnin amplitudia ja/tai nopeutta säädettäisiin niiden perusteella.

Keksintöä selostetaan seuraavassa viittaamalla oheisiin piirustuksiin, 20 joissa kuva 1 esittää sivukuvantona rullainta ja sitä edeltäviä osia ja siinä on esitetty keksinnön mukaisen menetelmän vaih- :***: toehdot kaaviona, • · · 25 • · · kuva 2 esittää tyypillistä rainan poikkiprofiilia ja sen aiheuttamaa ongelmaa rullassa, • · · • · • · • · · V.:’ kuva 3 esittää kahta poikkiprofiilia ja niiden yhteydessä toteutet- '·* * 30 tua oskillointia, 9 · \v kuva 4 esittää erästä mahdollisuutta toteuttaa oskillointi ennen rullainta, • ♦ 35 kuva 5 esittää oskilloinnin toteuttamista rullaimessa, • · 9 · ·.:: kuva 6 esittää kuvan 5 järjestelyä rullausasemassa, • · · • · • · ··« 107908 5 kuva 7 esittää kuvan 5 järjestelyä alkurullauslaitteessa, ja kuvat 8 ja 9 esittävät yhtä tampuuritelan päädyn edullista rakennevaihtoehtoa.

5

Kuvassa 1 on esitetty rullain, joka on järjestetty rullaamaan paperi- tai kartonkikoneen tai paperin tai kartongin jälki käs i tt e I y I ai tt ei sto n kuten päällystyskoneen loppupäässä jatkuvaa, tietyllä ratanopeudella tulevaa rainaa W. Rullaimeen kuuluu pyöriväksi käytön avulla järjestetty rul-10 laussylinteri 1, jonka kautta raina W kiertyy tietyssä sektorissa rullalle R tukirakenteessa pyörivän rullausakselin eli tampuuritelan 2 ympärille rullaussylinterin 1 ja rullan R välisen rullausnipin N kautta. Rullausnipis-sä on tietty viivapaine sen johdosta, että rullaussylinteriä 1 ja rullaa R kuormitetaan toisiaan vasten tietyllä voimalla. Tämä on mahdollista 15 saada aikaan tunnetulla tavalla kuormittamalla tampuuritelaa 2 sen päätyihin yhteydessä olevan kuormitusmekanismin avulla kohti rullaus-sylinteriä 1 tai myös kuormittamalla rullaussylinteriä 1 vasten rullaa R.

Tampuuritelan 2 tukirakenteet voivat olla rullauskiskot, joita pitkin rul-20 lausakselin päädyt siirtyvät rullauksen aikana, tai rullausvaunu, joka ottaa vastaan koko rullan painon ja on liikuteltavissa sopivien liike-elimien avulla rullan R kasvun mukaan, esim. vaakatason suuntaista liikerataa pitkin. Näitä rakenteita on kuvassa 1 merkitty kaavamaisesti kat-;·**: koviivalla S. Tukirakenteet S muodostavat rullausaseman, jossa suurin 25 osa rullasta muodostetaan ja jossa se tulee täyteen ennen rullan vaih- .* · toa.

• · • · • * • · · / Ennen rullainta mitataan rainan poikkiprofiilia jollain sopivalla tavalla, • · · edullisesti kuivatusosan jälkeen ennen rullainta olevalla neliöpainon : 30 poikkiprofiilin tai paksuuden poikkiprofiilin mittauslaitteella M, joka mit taa jatkuvasti poikkiprofiilia ohikulkevasta rainasta. Mittauslaite voi olla 0*.: esimerkiksi tunnettu, poikittaiseen mittauspalkkiin kiinnitetty traversoiva ‘ laite, joka on järjestetty lähettämään mittaussignaalit sähköisessä muo- dossa tulosten käsittelyyn. Mittaussignaalit kulkevat keskusyksikköön ! 35 C, joka on järjestetty ohjaamaan toimilaitteita A, jotka aikaansaavat oskilloinnin, t.s. rainan ohjautumisen leveyssuunnassa eri kohtiin rullal-le, jolloin vältetään profiilin "kumuloituminen" rullassa, esimerkiksi reu-noilta paksumman profiilin aiheuttama radiaalipainejakauma, joka on 107908 6 reunoille päin nouseva. Kuvassa 1 on esitetty eri kohtia, joihin voidaan järjestää toimilaitteet A rainan W ja tampuuritelan 2 siirtämiseksi poikki-suunnassa toistensa suhteen. Rainaan voidaan aiheuttaa poikkisuun-tainen edestakainen liike ennen rullainta erityisten rainaa ohjaavien 5 elinten 3 avulla, tai itse tampuuritelaa 2 voidaan siirtää edestakaisin rullaimessa rullausasemassa ja/tai alkurullauslaitteessa 7 rainan pysyessä samalla kohtaa, jolloin ennen rullainta ei tarvitse järjestää erityisiä elimiä rainan ohjaamiseksi ja siirtämiseksi.

10 On myös mahdollista suorittaa mittaus rullalla olevasta rainasta. Voidaan esimerkiksi ottaa huomioon jo muodostuneen rullan R halkaisijan ja/tai kovuuden ja/tai tiheyden poikkiprofiili, ja ohjata oskillointia näiden tietojen perusteella.

15 Yksinkertaisimmassa muodossa keksintö toteutetaan siten, että kun mittaustulos täyttää tietyt ennalta määritellyt ehdot, esim. poikkiprofiilin jokin tunnusluku tai epätasaisuuden kanssa muuten korreloiva mittaustulos ylittää tietyn kynnysarvon, joka voi olla esim. ennalta määrätty sallittu maksimipoikkeama koko rainan leveys mukaanotettuna, tietty 20 maksimipoikkeama tietyllä rainan leveysalueella, esimerkiksi reuna-alueella, tilastollinen hajonta poikkiprofiilissa koko rainan leveydellä tai tilastollinen hajonta poikkiprofiilissa tietyllä leveyden osa-alueella, esim. rainan reuna-alueella tai laadullisesti tietty muoto profiilissa, keskusyk-sikkö C antaa viestin oskillointia suorittaville toimilaitteille A oskilloinnin

• M

25 käynnistämiseksi.

• ♦ · • · · • ·

Toisen vaihtoehdon mukaan em. tunnuslukujen tai mittaustulosten * ·· muuttuessa myös oskillointia muutetaan. Esimerkiksi profiilin muuttues-sa mittauksessa saatujen tietojen pohjalta epäedullisempaan suuntaan « · · *·1 ’ 30 oskilloinnin amplitudia ja/tai nopeutta (taajuutta) kasvatetaan. Samoin voidaan mitata ja rekisteröidä jatkuvasti profiilimuotoja, ja kasvattaa • · amplitudia ja/tai nopeutta muodon muuttuessa epäedullisemmaksi.

• · • · · • · · •

Oskilloinnilla on tietty, oskillointimekanismista riippuva tai muulla tavalla ..... 35 rajattu maksimiamplitudi. Amplitudin maksimiarvo voi olla riippuva esimerkiksi oskilloinnin aikaansaavien toimilaitteiden maksimi-iskunpituu- • · : desta. Oskillointinopeus eli taajuus voidaan puolestaan tehdä riippuvai- seksi koneen ajonopeudesta. Se voi olla suoraan verrannollinen siihen.

107908 7

Kullakin koneen ajonopeudella voi olla tietty taajuus jäljempänä esitetyllä tavalla.

Oskilloinnin laajuus (amplitudi) tampuuritelan aksiaalisuunnassa on 5 tyypillisesti korkeintaan 100 mm, edullisesti välillä 2-50 mm. Rullan rakenteen säilyttämiseksi hyvänä oskilloinnin ei saa olla liian jyrkkää. Maksimioskillointitaajuus on edullisesti sellainen, että yhden syklin aikana vähintään 100 m, edullisesti vähintään 200 m rainaa rullautuu rullalle. Esim. 25 m/s ajonopeuksilla 100 m matka merkitsee taajuutta 10 0,25 Hz (1 sykli/4 sekuntia). Minimitaajuudet ja optimitaajuudet voidaan vastaavalla tavalla määrittää metreinä.

On mahdollista, että tietyllä hetkellä mittaustietojen johdosta profiili on sellainen, että oskillointi tapahtuu maksimiamplitudilla (esim. toimilait-15 teiden maksimi-iskunpituuden rajoissa). Kun tilanne paranee, siirrytään suorittamaan lyhyempää eli amplitudiltaan pienempää oskillointia. Samoin on mahdollista siirtää oskilloinnin amplitudin vaikutusaluetta, eli oskilloitaessa maksimiamplitudia pienemmällä amplitudilla voidaan oskilloinnin ääripisteiden kohtaa muuttaa leveyssuunnassa. Tällöin siirry-20 tään tavallaan ‘'sivuun" edellisestä kohdasta, jolloin oskilloinnin amplitudi voi myös pysyä samana.

Oskilloinnilla voidaan välttää kaikentyyppisten keskeltä reunoille nou-sevien profiilien haitat. Vastaavien periaatteiden mukaan oskillointi voi- • · · 25 daan aloittaa ja sen amplitudia kasvattaa myös muuntyyppisten profii- lien, myös reunoilta keskelle nousevien profiilien tai sellaisten profiilien tapauksessa, joissa poikkeamat ovat epäsäännöllisempiä ja profiili on / enemmänkin aaltomainen tai epäsäännöllinen käsittäen piikkejä satun- • · · naisissa kohdissa. Luonnollisesti profiilin laadun ja vaihtelujen suuruu-30 den arviointiin on käytettävissä monia-matemaattisia menetelmiäpä algoritmeja, jotka voidaan ohjelmoida keskusyksikköön C ennalta oskil-loinnin aloittamiseksi ja säätämiseksi laskutulosten perusteella.

• · · • · ·

Kun rainan mittaustulos ei enää täytä oskillointiehtoja, eli rainan mit- • · 35 taustulos tai laskutulos on jälleen hyväksyttävissä rajoissa, oskillointi lopetetaan keskusyksikön C käskystä.

• · • · · « · · ··· · • · · • · 1 · · 107908 8

Esimerkiksi kuvassa 2 on esitetty tyypillinen rainan paksuuden poikki-profiili, jossa raina on paksumpi reunoilta kuin keskellä. Oikealla puolella kuvaa on esitetty, kuinka paksumpi reunaosa aiheuttaa konerullaan sisäisiä voimia, jotka aiheuttavat tampuuritelan 2 akselin suuntaisia si-5 säisiä liikkeitä, joiden seurauksena rullan pohja voi pullahtaa ulos.

Kuvassa 3 on esimerkki siitä, kuinka profiilin laatu voi vaikuttaa oskil-lointiin. Vasemmalla puolella on paksuusprofiili, jossa on loiva, leveä piikki. Tällä ei ole suurta häiriövaikutusta rainaan, ja tässä tapauksessa 10 riittää pieni oskillointiamplitudi L. Oikealla puolella on puolestaan jyrkkä, kapea piikki. Tämän piikin vaikutus on jaettava laajemmalle alalle, ja näin ollen amplitudi L on suurempi. Mittalaitteella M voidaankin havaita esimerkiksi maksimipoikkeama ja laskea sen suuruus keskiarvosta keskusyksikössä C. Tällöin poikkeaman suuruus voi olla verrannollinen 15 amplitudin L laajuuteen, esimerkiksi sopivan laskukaavan määrittämä-nä. Piikkien sijaan poikkeamat voivat olla myös kuoppia, ja niitä voidaan käsitellä vastaavalla tavalla.

Kuvassa 4 on esitetty eräs mahdollisuus toteuttaa oskillointi kuvassa 1 20 esitetyssä kohdassa ennen rullainta tavoitteena saada rainaa W tampuuritelan 2 aksiaalisuunnassa eri kohdille oskilioinnin amplitudin määräämällä tavalla. Rainaa W ohjataan kahden ohjaavan elimen 3, kuten telan avulla, joiden kummankin kohdalla rata muuttaa suuntaansa. Raina W voidaan tuoda konesuunnassa alemmalle elimelle, josta se • · · 25 ohjautuu ylemmäksi ylemmälle elimelle 3, ja tästä taas paperikoneen pituussuuntaan kohti rullainta. Elinten 3 akseleihin, jotka sijaitsevat • · *·*· kohtisuorassa rainan kulkusuuntaa vastaan, aiheutetaan edestakainen • · · · heiluriliike, joka aikaansaa rainan sivusuuntaisen oskilioinnin eli sen Y.:’ siirtymisen poikkisuunnassa eri kohtiin. Kuvassa 4 molempien elinten 3 :·: ’ 30 heiluriliikkeiden toteuttamiseksi telat on järjestetty pyöriviksi runkorakenteeseen 4, ja telojen päädyissä olevat laakeroinnit 5 on jär- • · v.: jestetty edestakaisin liikuteltaviksi runkorakenteeseen 4. Telojen pääty- laakerit voivat olla kiinnitettyjä kannattimiin 6, jotka on järjestetty edes-takaisin liikkuviksi runkorakenteen 4 molemmilla sivuilla olevissa joh- • · tmmtl 35 teissä sopivien toimilaitteiden A avulla. Ensimmäistä telaa käännetään rainan tulokohdassa olevan rainan normaalin ympäri ja toista telaa :.: I käännetään rainan lähtöpisteessä olevan rainan normaalin ympäri, jolla :***: rainaan saadaan sivuttaissiirtymä AS keskiasennosta, joka on puolet 107908 9 oskilloinnin amplitudista L. Telat kääntyvät edestakaisin keskiasennon molemmilla puolilla olevien ääriasentojen välillä, ja niiden liike on synkronisoitu sopivalla tavalla. Toisen vaihtoehdon mukaan teloja voidaan kääntää edestakaisin kääntämällä niitä kannattavaa yhteistä runkora-5 kennetta 4, jolloin telojen päätyjä ei tarvitse siirtää runkorakenteesta. Etuna on tällöin yksinkertaisempi rakenne, mutta tällöin täytyy vastaavasti liikuttaa raskaampaa runkorakennetta.

Telat voivat olla pyöriviksi laakeroituja, mutta oskillointi saadaan aikaan 10 muillakin rainaa ohjaavilla, poikittain rainan pituussuuntaan sijaitsevilla pitkänomaisilla elimillä, jotka ohjaavat rainan kulkua ja joiden kääntö-liike siirtää rainaa leveyssuunnassa eri kohtiin. Telat voivat olla pyörimättömiä, jolloin raina voidaan järjestää liukumaan pintojen yli, varsinkin yli 500 m/min ratanopeuksilla. Tällöin telan pintamateriaali voidaan 15 valita ominaisuuksiltaan sopivaksi. On selvää, että mikäli kysymyksessä on pyörimättömät elimet, elimien ei myöskään tarvitse olla poikkileikkaukseltaan ympyrän muotoisia, vaan riittää, että niillä on rainan kulkua ohjaavat kaarevat pinnat. Tällaiset elimet voivat olla varustetut rainaa ohjaavaan pintaan avautuvilla aukoilla, joista puhalletaan ilmaa, mitä 20 varten elimen sisään on johdettu paineilmaa.

Kuvassa 5 on esitetty vaihtoehto kuvan 4 menetelmälle. Tässä oskillointi toteutetaan rullaimessa olevilla toimilaitteilla, jotka saavat ohjauk-sen keskusyksiköltä C edellä mainitulla periaatteella. Toimilaite A vai- • · · 25 kutiaa tampuuritelan 2 päätyyn siten, että tampuuritela siirtyy sivusuun- nassa rullaussylinterin 1 suhteen, jolloin liike on suoraviivaista ja edes- takaista, ja liikepituus määrää näin oskillointiamplitudin. Tampuuritelan : 2 päätyjä kannatetaan tukirakenteissa S, jotka kuvassa ovat rullauskis- Y.:’ kot, ja on mahdollista järjestää tampuuritela ja sen mukana rulla R siir- • · ·

30 tyväksi tukirakenteen suhteen. Periaatteessa olisi mahdollista liikutella koko tukirakennetta poikkisuunnassa, jolloin tampuuritela 2 ja rulla R

• · :.v liikkuu poikkisuunnassa oskilloinnin aikaansaamiseksi, mikä kuitenkin •X' vaatii muutoksia rullaimen runkorakenteisiin. Jotta raskaita tukirakentei- ta ei tarvitsisi liikutella, on edullisinta järjestää tampuuritela 2 liikkuvaksi 35 siihen edestakaista liikettä aiheuttavan toimilaitteen A avulla, jolloin toimilaite voidaan kytkeä esimerkiksi olemassa oleviin tampuuritelan 2 « * : päätyyn liitettyihin laitteisiin, kuten tunnettuihin keskiökäyttöihin, jotka O on kytketty pyörimisliikettä välittäväsi! tampuuritelan 2 päätyyn ja joilla 107908 10 tampuuritela saadaan pyörimään rullauksen aikana. Kuvassa 5 toimilaite A sijaitsee tampuuritelan pyörimisakselin jatkeena ja on järjestetty välittämään edestakaista liikettä käyttöakseliin siten, että samanaikaisesti voidaan pyörimisliike tuoda sopivalla voimansiirrolla käyttöakseliin.

5

Kuva 6 esittää konesuunnassa nähtynä kuvan 5 tapaa toteuttaa tampuuritelan 2 aksiaalisuuntainen edestakainen liike. Kuvassa on esitetty laakeripesä 10, joka lepää rullaa R rullaimessa kannattavan tukirakenteen päällä ja jonka läpi on viety pyörimisakseli 9, jonka kautta tam-10 puuritelaa 2 pyöritetään rullauksen aikana. Laakeripesän 10 uloimman osan muodostaa ulkoholkki 10a, joka pysyy paikoillaan tukirakenteessa, ja sen suhteen liukuvaksi sisäpuolelle järjestetty sisäosa 10b, jonka sisällä on tampuuritelan pyörimisakselin 9 laakerointi, pystyy liikkumaan edestakaisin tampuuritelan aksiaalisuunnassa, ja näin tampuuritela 2 15 pääsee siirtymään oskillointiamplitudia L vastaavassa laajuudessa sivuittain rullaimen tukirakenteen suhteen. Laakeripesän päädyissä olevat kansilevyt 16, jotka on kiinnitetty sisäosaan 10b, pääsevät liikkumaan ulkoholkin 10a päädyissä olevissa syvennyksissä, joihin voi olla sijoitettu ohjaustapit ja jouset. Laakeripesän 10 ulkopuolella pyöritysak-20 selin 9 päässä on kytkentäosa 11, johon on kytketty pyörimisliikettä välittävällä tavalla keskiökäytön kytkin 12, joka on voimanlähteeseen yhdistetyn käyttöakselin 13 päässä. Käyttöakseli 13 välittää tampuurite-laan 2 näin sekä pyörimisliikkeen että aksiaalisuuntaisen oskillointiliik-:**[: keen. Jotta edestakainen liike välittyisi tampuuritelaan, on kytkimen 12 25 ja kytkentäosan 11 välinen liitos lukittu myös aksiaalisuunnassa. Pyö-rimisliike voidaan välittää kytkentäosan 11 päädyssä olevaan syven-: nykseen hammasvälityksellä. Aksiaalisuuntainen liike on mahdollista esimerkiksi järjestämällä keskiökäytön kytkimeen 12 ulompi osa, joka • · · sijoittuu kytkentäosan 11 ulkokehän ympärille, jolloin liitos voi toimia *·’ 1 30 puristavalla lukituksella (esim. kitka, joka saadaan pintojen väliin paine- väliaineen avulla säädettävän -elimen välityksellä) tai mekaanisella :.v muotoon perustuvalla lukituksella. - • ♦ · • · · • ♦ ·

Kuva 7 esittää toista rakennevaihtoehtoa. Tässä oskillointimahdollisuus • · 35 on alkurullauslaitteessa 7, joka käsittää tampuuritelan päätyjä kannattavat ensiövarret, jotka siirtävät tunnetulla tavalla alkurullauksen aikana • · · • · · • · · · · · • · • · • · · 107908 11 tampuuritelaa ja sen ympärille muodostuvaa rullaa pitkin rullaussylinte-rin 1 kehää varsinaiseen rullausasemaan tukirakenteiden S kannatukselle. Periaate on sama kuin varsinaisessa rullausasemassa, eli tam-puuritelaan aiheutetaan edestakainen aksiaalinen liike ulkopuolisella 5 toimilaitteella A. Ensiövarsien leukoja, jotka ottavat väliinsä tyhjän tam-puuritelan päädyn laakeripesän 10 kohdalta kun tampuuritelaa siirretään rullaimeen, on merkitty viitenumerolla 8. Tampuuritela 2 pystyy liikkumaan aksiaalisuunnassa alkurullauksen aikana sen ansiosta, että leukoihin kiinnitetyissä ohjauspaloissa 8a on laakeripesän 10 ulkopin-10 taan riittävän lujalla kitkalla puristuvat liukukappaleet 8b, jotka liikkuvat yhdessä laakeripesän 10 ja tampuuritelan 2 kanssa aksiaalisuunnassa ohjauspalojen 8a suhteen, jolloin palaan 8a on järjestetty johde tai vastaava, joka ohjaa liukukappaletta 8b aksiaalisuunnassa. Pyöritysak-selin 9 ei tällöin tarvitse olla laakeripesän 10 suhteen aksiaalisuunnas-15 sa siirtyvä, koska liikemahdollisuus on laakeripesän 10 ja leukojen 8 välillä. Edestakainen liike voidaan välittää kuvan 6 periaatetta vastaavalla tavalla pyöritysakseliin 9 kytkentäosan 11 välityksellä, jolla tampuuritelaa 2 pyöritetään alkurullauslaitteessa 7. Mikäli laakeripesä 10 on rakenteeltaan kaksiosainen kuvan 6 periaatteen mukaan, laakeripe-20 sä 10 voi pysyä paikoillaan leukojen 8 välissä ja oskillointi toteutetaan samalla tavalla kuin kuvassa 6 on esitetty. Näin oskillointi on mahdollista sekä alkurullauksen että rullausasemassa suoritettavan täyteen mittaan rullauksen aikana, mikäli siihen ilmenee aihetta paperirainasta W saatujen mittaustietojen johdosta.

25

Kuvassa 8 on esitetty konesuunnassa nähtynä vielä tampuuritelan 2 !·.*: edullinen rakenne, jota on mahdollista käyttää, on oskillointi sitten . ...

käynnissä tai ei. Tässä ratkaisussa viivakuorman rullausnipissä N ai-kaansaavan kuormituksen vastaanottava pinta ja tukirakenteisiin kan-’** * 30 natuskontaktissa oleva vierintäpinta on tampuuritelan 2 päädyssä eriy tetty toisistaan siten, että em. pinnat ovat tampuuritelan 2 pyörimis-suunnassa toistensa suhteen pyöriviksi laakeroituja. Laakeripesän 10 • · · : keskiosassa 10c on kehänsuuntainen, aksiaalisuuntaa vastaan kohti- suoralta poikkileikkaukseltaan ympyränmuotoinen syvennys, joka on 35 tarkoitettu lepäämään kiskon tai muun vastaavan tukirakenteen päällä • * ja vierimään sitä pitkin rullan koon kasvaessa. Kuormituksen vastaanot-: tavat pinnat 14 ovat rengasmaisena keskiosan 10c syvennyksen • · · • « • · • · · 107908 12 molemmilla puolilla, ja nämä rengasmaiset osat ovat pyöriviä tukirakenteeseen S vierintäkontaktissa olevan osan 10c suhteen. Näin vältetään se, että laakeripesän 10 vierintä tukirakenteessa S ja laakeripesän 10 kuormitus viivapaineen aikaansaamiseksi nipissä 5 toteutetaan saman kineettisesti yhteen kuuluvan pinnan kautta.

Jos esimerkiksi kuormittavan rakenteen, kuten voimalaitteen tai siihen liitetyn kuormitusmekanismin kuormituskontaktissa on vika, kasvaa kitkavoima laakeripesän 10 ja kuormittavan rakenteen väillä ja voi haitata 10 laakeripesän vierimistä tukirakenteessa, jos laakeripesän ulkopinta sekä kuormituskontaktin että tukirakenteen kohdalla on samaa kiinteää kappaletta. Tällöin laakeripesä 10 voi liukua tukirakenteessa S ja viiva-kuorma kasvaa suureksi nipissä N. Kuvan 8 rakenteessa häiriöt kuormituskontaktissa ovat pinnan 14 ja kuormittavan rakenteen välisiä, eivät-15 kä vaikuta laakeripesän 10 vierintäkontaktiin tukirakenteen kanssa. Kuormitus voidaan järjestää laakeripesän kautta niin, että ulompaan rengasmaiseen pintaan 14 kohdistetaan kuormituskontakti rullausase-massa ja sisempään, syvennyksen toisella puolella olevaan rengasmaiseen pintaan 14 alkurullauslaitteen aikaansaama kuormituskontakti. On 20 selvää, että kuvan 8 mukainen rakenne on tampuuritelan 2 molemmissa päädyissä.

Kuvassa 9 on esitetty vastaava eriytetty laakeripesän 10 rakenne tam- puuritelan 2 päädystä nähtynä. Kuormittavaa rakennetta, joka on 25 kuormituskontaktissa pinnan 14 kanssa esim. rullan välityksellä, on ···*: merkitty viitenumerolla 15.

• » • · • · · ·· — - ·- • · · .·.·! Pinnat 14 voidaan laakeroida pyöriviksi muun laakeripesän 10 suhteen.

• · ·

Samoin keskiosa 10c voidaan laakeroida pyöriväksi muun laakeripesän 30 suhteen, jolloin pinnat 14 voivat olla kineettisesti samaa pintaa. Mikäli kysymyksessä on tampuuritela 2, jonka rakenne mahdollistaa myös oskilloinnin, kuormituksen vastaanottavat pinnat 14 voidaan järjestää : pyöriviksi uloimman osan eli ulkoholkin 10a suhteen.

• · 35 Pinnat 14 ja keskimmäinen osa 10c voidaan myös laakeroida kaikki tampuuritelan pyörimisakselin 9 ympärille, jolloin ne ovat myös toisten-: sa suhteen pyöriviä.

• · · • ♦ • ♦ ·»· 107908 13

Lisäksi on mahdollista, että vain toinen kuormituksen vastaanottavista pinnoista 14 on järjestetty pyöriväksi tukirakenteeseen S vierintäkon-taktissa olevan keskiosan 10c suhteen, ja toinen pinnoista 14 on ki-neettisesti samaa pintaa osan 10c kanssa.

5

On myös mahdollista, että kuormituksen vastaanottava pinta on muualla kuin laakeripesän 10 alueella. Se voi tällöin olla erillislaakeroitu tam-puuritelan 2 mukaisesti pyörivään osaan, esim kytkentäosaan 11, pyörimisakseliin 9 tai mahdollisesti tampuuritelan 2 vaipalle, esim. vaipan 10 reunaan. Tällöinkin tukikontaktissa oleva osa 10c ja kuormituksen vastaanottava osa ovat toistensa suhteen pyöriviä kahden pyörivän liitoksen (akselin 9 laakerointi laakeripesässä ja kuormituksen vastaanottavan osan erillislaakerointi pyörivään osaan) kautta.

··· • · • · • · · • · » • · · • · « ·· · • » · • · • · • · • · · • · · • · • « • · · • ♦ · * 1 • · · • · · • · · • · • · « • · · • · • · · • · · *· · · m « • · • ♦ « • · • · · • · · ··· · · · • ♦ • · • » ·

Claims (22)

1. Menetelmä rullan rakenteen hallitsemiseksi, jossa menetelmässä 5 tampuuritelan (2) ympärille rullataan paperi- tai kartonkikoneesta tai paperin tai kartongin jälkikäsittelylaitteistosta tulevaa jatkuvaa paperirainaa (W) rullaksi (R) ja rainasta (W) mitataan yhtä tai useampaa muuttujaa, tunnettu siitä, että kun muuttujassa tapahtuu tietty ennalta määritelty muutos, muutetaan rainan leveyssuuntaista 10 oskillointia, jolla rainaa ohjataan tampuuritelan (2) aksiaalisuunnassa eri kohdille rullaan (R) ja että oskillointitaajuus on sellainen, että yhden syklin aikana vähintään 100 m, edullisesti vähintään 200 m rainaa rullautuu rullalle.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kun muuttujassa tapahtuu tietty ennalta määritelty muutos, aloitetaan rainan leveyssuuntainen oskillointi.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että • · · 20 kun muuttujassa tapahtuu tietty ennalta määritelty muutos, muutetaan • · « ; käynnissä olevaa oskillointia. • · · * · · • « • ·

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnet-tu siitä, että mitataan rainan (W) poikkiprofiilia ja kun poikkiprofiilissa 25 tapahtuu ennalta määritelty muutos, muutetaan oskillointia aloittamalla oskillointi tai muuttamalla käynnissä olevaa oskillointia. »·· • · *::f

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että • · ·;·’ oskilloinnin määräävänä muuttujana on tietyn suureen maksimipoik- 30 keama koko rainan (W) leveydellä tai määrätyllä alueella rainan (W) le-veyssuunnassa. • · · • · ·

6. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että · ’···* muuttujana on tietyn suureen tilastollinen hajonta koko rainan (W) le- 35 veydellä tai määrätyllä alueella rainan (W) leveyssuunnassa.

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että oskillointia säädetään muutoksen suuruuden mukaan. 15 107908

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että oskilloinnissa säädetään oskilloinnin amplitudia (L).

9. Patenttivaatimuksen 7 tai 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että oskilloinnissa säädetään oskilloinnin nopeutta.

10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että oskillointi toteutetaan siirtämällä rainaa (W) sivusuun- 10 nassa edestakaisin ennen rullainta sijaitsevien rainaa (W) ohjaavien elimien (3) avulla.

11. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että oskillointi toteutetaan siirtämällä rullaimessa rainaa 15 (W) ympärilleen keräävää tampuuritelaa (2) aksiaalisuunnassa edesta kaisin.

12. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että oskillointiamplitudi on korkeintaan 100 mm, edullisesti 2 • · · 20 -50 mm. •»· • I * i * ·

13. Laitteisto rullan rakenteen hallitsemiseksi, johon kuuluu paperi- tai kartonkikoneen tai paperin tai kartongin jälkikäsittelylaitteiston :Y: loppupäässä sijaitseva rullain, joka on järjestetty rullaamaan jatkuvaa .·:·. 25 paperirainaa (W) tampuuritelan (2) ympärille rullaksi (R), ja mittauslaite (M), joka on järjestetty mittaamaan yhtä tai useampaa muuttujaa ohi ... kulkevasta rainasta ja joka on yhteydessä keskusyksikköön (C) mittaustietojen käsittelemiseksi, tunnettu siitä, että keskusyksikkö (C) • · »· on yhdistetty toimilaitteisiin (A), jotka on järjestetty saamaan aikaan 30 rainan (W) ja tampuuritelan suhteellisen oskilloivan liikkeen tampuuritelan aksiaalisuunnassa toistensa suhteen, jolloin ..\ keskusyksikkö (C) on järjestetty vertaamaan mittauslaitteen (M) antamaa mittaustulosta ennalta määriteltyyn yhteen tai useampaan • · *···* ehtoon, jolloin keskusyksikkö on järjestetty antamaan käsky toimilaitteil- 35 le (A) oskilloinnin muuttamisesta, kuten oskilloinnin aloittamisesta tai käynnissä olevan oskilloinnin muuttamisesta, kun mittaustulos täyttää ennalta määritellyt ehdot ja toimilaitteiden (A) aikaansaama 16 107908 oskillointitaajuus on asetettu sellaiseksi, että yhden syklin aikana vähintään 100 m, edullisesti vähintään 200 m rainaa rullautuu rullalle.

14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että 5 mittauslaite (M) on järjestetty mittaamaan rainan (W) poikkiprofiilia ja keskusyksikkö (C) sisältää ennalta määritellyn poikkiprofiilia koskevan yhden tai useamman ehdon, joiden täyttyminen laukaisee oskilloinnin.

14 107908

15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että 10 poikkiprofiilia koskeva ehto on tietyn suureen maksimipoikkeama koko rainan (W) leveydellä tai määrätyllä alueella rainan leveyssuunnassa.

16. Patenttivaatimuksen 14 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että poikkiprofiilia koskeva ehto on tietyn suureen tilastollinen hajonta koko 15 rainan (W) leveydellä tai tietyllä alueella rainan (W) leveyssuunnassa.

17. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 13-16 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että keskusyksikkö (C) on järjestetty säätämään oskil-lointia, esimerkiksi oskilloinnin amplitudia (L) ja/tai nopeutta, mittaustu- • · · 20 losten mukaan.

• · · • · · • · · :*·]: 18. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 13-17 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että toimilaitteet (A) ovat yhteydessä ennen rullainta si-jaitseviin rainaa ohjaaviin elimiin (3), jotka on järjestetty toimilaitteiden 25 vaikutuksesta liikkumaan tiettyä liikerataa edestakaisin ja siirtämään lii- • · I keradan määräämässä laajuudessa rainaa (W) sivusuunnassa. • · · * ·

19. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 13-17 mukainen laitteisto, •:·* tunnettu siitä, että toimilaitteet (A) ovat yhteydessä rullaimessa ole- 30 vaan tampuuritelaan (2) ja järjestetty siirtämään tampuuritelaa (2) ak- .·**: siaalisuunnassa edestakaisin. • · · • · ·

20 Patenttivaatimuksen 19 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että :···: toimilaitteet (A) on järjestetty siirtämään tampuuritelaa (2) rullaa kannat- 35 tavien tukirakenteiden (S), kuten rullauskiskojen tai alkurullauslaitteen (7) ensiövarsien suhteen. 17 107908

21. Patenttivaatimuksen 20 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että tampuuritelan päädyn laakeripesä (10) käsittää paikoillaan pysyvän osan (10a), joka on järjestetty kannatuskontaktiin tukirakenteiden kuten rullauskiskojen (S) kanssa ja paikoillaan pysyvän osan (10a) suhteen 5 aksiaalisuunnassa liikkuviksi järjestetyn liikkuvan osan (10b), johon tampuuritelan (2) pyörimisakseli (9) on järjestetty pyöriväksi.

22. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 13-21 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että tampuuritelan (2) päädyssä on kannatuskontaktissa 10 tukirakenteisiin (S) oleva osa (10c) eriytetty pinnasta (14), joka vastaanottaa rullaussylinterin (1) ja rullan (R) välisessä rullausnipissä (N) viivakuorman aikaansaavan kuormituksen, jolloin mainitulla osalla (10c) ja mainitulla pinnalla (14) on liikemahdollisuus toistensa suhteen tampuuritelan (2) pyörimissuunnassa. • · · • · • · · • · · • · · • · 1 • · · • · · • · • · · • · · • · · • · · • · · • · · • · · • · · • · • · • · · • · · • · • · · • · • · • · · • · · • m m m • · · *· · • · · • · • · · • · • · · 18 107908