FI110257B - Rullauskone rainan, erityisesti paperirainan rullaamiseksi - Google Patents

Description

110257

RULLAUSKONE RAINAN, ERITYISESTI PAPERIRAINAN RULLAAMISEKSI -RULLSTOL FÖR UPPRULLNING AV EN BANA, SÄRSKILT EN PAPPERSBANA

5 Tämän keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen rullauskone.

Rullattaessa rainoja on rullakovuudella merkitystä seuraaviin työvaiheisiin.

10 Erityisesti paperirainoilla on melko ratkaisevaa, että rullakovuudella on koko rullahalkaisijalla määrätty kulku. Yleensä rullakovuuden tulee laskea tietystä alkuarvosta loppuarvoon. Laskun tulee olla ensimmäisestä viimeiseen kerrokseen mahdollisimman tasainen. Sillä tulee olla määrätty gradientti, eli se ei saa olla liian voimakasta eikä liian heikkoa. Rullakovuuden kulussa ei saa 15 myöskään olla hyppykohtia, esim. yhtäkkisiä laskuja.

Tämä voidaan toteuttaa vain tietyillä toimenpiteillä. Mikäli mitään ei tehdä, tulee rullahalkaisijan kasvaessa viivapaine rullan ja kantotelan tai kantotelojen välillä yhä suuremmaksi, ja siten myös rullakovuus.

20 Tämän välttämiseksi käytetään esimerkiksi ns. ratsastajateloja, joiden akselit on järjestetty kantotelojen akselien kanssa yhdensuuntaisesti. Näillä ·*:': ratsastajateloilla kohdistetaan rullaan puristuspaine. Puristuspainetta ohjataan, jolloin se on alussa suuri, ja rullapainon lisääntyessä tulee pienemmäksi.

25 : ·. ·. Ratsastajatela mahdollistaa viivapaineeseen ja siten myös rullakovuuteen vaikuttamisen ja halutulla tavalla ohjaamisen. Mikäli kuitenkin halutaan aikaansaada rulla, jonka halkaisija on erittäin suuri, on viivapaine myös rullauksen loppuvaiheessa erittäin suuri. Samalla tavalla kohoaa rullakireys, 30 mikä voi johtaa rainan repeytymiseen tai poimuttumiseen.

«* ·

Muita tapoja rullakovuuteen vaikuttamiseen on jakaa rullan kuorma yksittäisille ·:··· kantoteloille. Tätä tarkoitusta varten järjestetään samanhalkaisijaiset kantotelat eri vaakatasoihin, tai käytetään erihalkaisijaisia kantoteloja. Edelleen on 35 tunnettua, että rullattaessa pienemmän halkaisijan omaavan kantotelan päällä, ’· *·* saadaan kovempi rullaus kuin rullattaessa suuremman halkaisijan omaavan kantotelan päällä.

2 110257

Julkaisusta DE-DM 73 10 606 tunnetaan rullauskone, jossa on kaksi yhtä suurta kantotelaa. Yksi näistä kantoteloista voidaan rullauksen aikana laskea toisen kantotelan akselin vaakatason alapuolelle rullauksen aloittamiseksi. Tällä laskemisen avulla pidetään alussa kiinni tiukasti rullattua sydäntä.

5

Julkaisu US-PS 2,461,387 esittää rullauskoneen, jossa on kaksi eri halkaisijan omaavaa, pyöritettävää kantotelaa; pienempihalkaisijainen kantotela on varustettu suuren kitkakertoimen omaavalla päällysteellä ja sitä pyöritetään suuremmalla nopeudella kuin toista kantotelaa. Tällä tavalla kohdistetaan 10 rainan ulkokerrokseen vetojännitys.

Julkaisu DE-OS 27 57 247 koskee rullauskonetta, jossa kahdella kantotelalla on yhtä suuri halkaisija. Rullakovuuden ohjaus tapahtuu muuttamalla kantotelojen keskinäistä etäisyyttä.

15

Julkaisu DE-PS 678 585 esittää rullauskonetta, jossa on kaksi kantotelaa, joista ensimmäisellä on kova vaippa, ja toisella heikko vaippa. Kummankin telan akselit sijaitsevat yhdessä ja samassa vaakatasossa.

20 Julkaisu DE 38 39 244 esittää rullauskonetta, jossa on kolme kantotelaa. Siinä ensimmäinen kantotela on kiinteä, kun taas molemmat seuraavat kantotelat ;;; ovat siirrettäviä ja niitä ympäröi tukihihna. Tukihihnalla sekä toisen ja kolmannen kantotelan paikan muuttamisella pyritään ohjaamaan rullakovuutta ·’ rullan koko halkaisijalla. Tällöin tukihihnan tulisi vaikuttaa mahdollisimman : : 25 suurelle tukipinnalle pintakuormituksen pienenemisen johdosta. Tämä V rullauskone on erittäin kallis. Siinä on lisäksi eräs erityisen haitallinen epäkohta; v : niin pian kuin paperirulla on kasvanut siten, että sitä kannattaa pääasiassa tukihihna, voi esiintyä voimakasta tukihihnan heilumista, niin että paperirulla •: · ·; alkaa "tanssia" ja saattaa lentää pois alustaltaan.

.···. 30

On myös ehdotettu, että kahdella kantotelalla varustetussa rullauskoneessa ; [; ’ molempien kantotelojen vaippa valmistettaisiin kumista. Tällöin kantoteloilla olisi sama halkaisija ja vaipalla sama kumikovuus. Tämä johtaa kuitenkin myös •: · · j paperirulla heilumiseen ja keinumiseen.

.·. : 35

Julkaisussa EP 0 157 062 B1 on esitetty rullauskone, jossa on kaksi kantotelaa ja ratsastajatela. Siinä näiden kaikkien telojen vaippapinnat on muodostettu useista yksittäisistä nestekammioista, jotka on järjestetty aksiaalisesti 3 110257 rinnakkain, ja joiden yksittäiset vaippapinnat muodostavat kyseessä olevan telan koko vaippapinnan. Tällaisen telan tukiominaisuudet ovat luonnollisesti lukuisien liitoskohtien johdosta rainan leveyssuunnassa epätasainen.

5 Julkaisussa FI B 70195 on esitetty laite, jossa rullausalusta muodostuu kahdesta kantotelasta.

Vielä on julkaisusta US 3,377,033 tunnettu laite, jossa on kaksi kantotelaa, ja jonka toisessa kantotelassa on joustava pinta.

10

Keksintö lähtee julkaisusta DE 31 21 039 C3, jossa on järjestetty kaksi kantotelaa siten, että - ainakin tietyn käyttövaiheen aikana - yhden kantotelan keskiakseli sijaitsee toisen kantotelan keskiakselin alapuolella. Tässä julkaisussa jää avoimeksi kumpi kantoteloista, eli se jota paperiraina ympäröi 15 vai se, jota paperiraina ei ympäröi, on alapuolinen.

Tämän keksinnän tehtävänä on muodostaa patenttivaatimuksen 1 johdanto- osan mukainen rullauskone siten, että sen avulla voidaan saavuttaa paperirullia, joilla on tunnettuihin rullauskoneisiin verrattuna vielä suurempi halkaisija, että 20 tukipaine (eli kantoteloihin kohdistuva maksimaalinen pintapaine) on mahdollisimman rajattu, niin että rullakovuus ei kohoa suhteettoman suureksi, ja että ennen kaikkea rullauksen aikana ei synny halkeamakohtia, repeämiä tai v : poimuja, että edelleen rakennuskustannus pysyy järkevissä rajoissa, ja että . lopuksi mahdollistetaan paperirullan varma ohjaus koko käytön aikana, niin että ·:··· 25 ei esiinny rullan heilumista tai "tanssimista".

•« · • · Tämä tehtävä on ratkaistu patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosan mukaisesti.

. Keksijä on valinnut useista tunnetuista tai teoreettisesti ajateltavissa olevista 30 tunnusmerkkikombinaatioista oikean kombinaation. Aivan ratkaisevia ovat * · ·;·' tällöin tunnusmerkit, että rainan liikesuunnassa toinen kantotela (se jota paperi-raina ei ympäröi) on laskettu ensimmäiseen nähden alaspäin, ja että juuri tällä :··: telalla on suhteellisen taipuisa telavaippa, jolla on "leveänippi"-telan ominaisuudet.

• · · Tämä tunnusmerkki antaa mahdollisuuden suuremman pehmeyden tai taipuisuuden muuttamisen käytäntöön eri tavoilla. Toteutusmuodot ovat ammattimiehelle tuttuja. Niinpä voidaan esimerkiksi valita elastinen telavaippa, 35 110257 tai tela voi olla muodostettu ns. uivaksi telaksi, jossa on jäykkä palkki, suhteellisen ohut telavaippa sekä useita tukielementtejä, jotka on järjestetty palkin ja vaipan väliin, tai tela voi olla toteutettu letkutelana, edellyttäen että kantotelojen aikaansaama tuenta on telaleveydellä jatkuva, toisin kuin 5 julkaisussa EP 0 157 062 B1.

Keksintö sallii myös ns. vuorotelevalla rullauksella toimivien rullauskoneiden käytön. Tällöin koneenlevyinen paperihihna erotetaan useiksi kapeiksi kaistaleiksi ja rullataan vuorotellen vasemmalle ja oikealle pystytasoon. Näin 10 voidaan ottaa vastaan paperirullapainon kuormitus kiristyspäiden avulla, jotka tarttuvat kuhunkin hylsyyn, joille yksittäiset paperirullat rullataan. Tällaiselle kuormitukselle asetetaan kuitenkin rajat, koska hylsyt tuhoutuvat tietyllä painolla.

15 Keksinnön avulla saavutetaan seuraavia mahdollisuuksia: - kiristyspäiden avulla tapahtuva kuormankevennys tarvitsee aloittaa suurilla rullahalkaisijoilla; 20 - tai tarvitsee tuoda vain pieniä tukivoimia; ;;; - tai voidaan yhtä suurella kevennyksellä hylsyn kestävyysrajaan saakka ; *. ’ valmistaa suuren halkaisijan omaavia paperirullia; * : 25 - tai voidaan työskennellä yksinkertaisemmilla ja siten halvemmilla rullahylsyillä.

I · · * · · • · · v ·’ Mainitussa vuorottelevassa rullauksessa on kaksi pääperiaatetta: ensimmäinen periaate on käyttää kolmea kantotelaa, nimittäin yhtä keskitelaa sekä kahta ·:··: vasemmalle ja oikealle järjestettyä satelliittitelaa. Toisen periaatteen mukaan on 30 vain yksi tukitela.

Keksintö sallii myös ensimmäisen periaatteen käytön. Tällöin nimittäin '···* keksinnön erään tunnusmerkin mukaan rullausalusta on muodostettu •: · · yksinomaan kahdesta kantotelasta.

35

On vältettävä sitä, että molemmilla kantoteloilla olisi sama halkaisija, ja samanaikaisesti sama kumikovuus. Molemmilla kantoteloilla voi olla tietty vaipan elastisuus. Elastisuuden määrän tulisi kuitenkin olla erilainen.

5 110257

Seuraavassa keksintöä selitetään yksityiskohtaisesti edullisten sovellutusmuotoesimerkkien avulla viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa 5 Kuvio 1 esittää kaaviomaisesti ja sivulta katsottuna keksinnön mukaista rullauskonetta.

Kuviot 2-4 esittävät keksinnön mukaisen toisen (pehmeän) kantotelan rakennetta.

10

Kuvio 5a esittää kantotelaa 2 ylhäältä poikkileikkauksena (akseliin nähden kohtisuorasti) sekä pituusleikkauksena (akselin suuntaisesti). Kantotelaan kuuluu sisäpalkki 70, edelleen telavaippa 71, joka on kiinnitetty päätykansiin 72 (vain yksi esitetty). Rengastila 73 palkin 70 ja vaipan 71 välissä on 15 paineistettavissa.

Kuvio 5b esittää kaaviomaisesti ja sivulta katsottuna keksinnän mukaisen rullauskoneen erästä toista suoritusmuotoa, jossa kantotelaa 2 ympäri kiertävä hihna.

20

Kuvio 5c esittää jälleen sivulta katsottuna ja kaaviomaisesti rullauskonetta, :;; jossa molempia teloja 1, 2 ympäröi hihna.

Kuvio 6 esittää yleiskuvaa 22:sta erilaisesta tela-konfiguraatiosta, joista osa on : : 25 tekniikan tason osa keksinnön mukaisia.

: Kuviossa 1 esitetyssä rullauskoneessa on kaksi kantotelaa 1 ja 2, jotka muodostavat yhdessä rullausalustan paperirullan 3 muodostamiseksi.

·:··· Paperirulla 3 syntyy rullaamalla paperirainaa 4. Kuten havaitaan, raina 4 . ··. 30 tuodaan vasemmalta kantotelan 1 alakautta ja raina ympäröi aluksi tätä telaa.

Paperirullaa 3 kuormittaa kuormitus- tai ratsastajatela 5 ohjattavalla tavalla, jotta *; ] · ’ tukipaineeseen voidaan vaikuttaa.

•: · ·: Kuten edelleen havaitaan, sijaitsee kantoteia 1 korkeammalla tasolla lattian 6 : 35 yläpuolella kuin kantoteia 2. Kantotelan 1 akseli 7 ja kantotelan 2 akseli 8 sijaitsevassa tasossa, joka muodostaa vaakasuoran kanssa kulman a. Tämä kulma a on joka tapauksessa terävä kulma. Tässä tapauksessa se on suuruus 6 110257 luokkaa 5°. Käytännössä voivat tulla kysymykseen myös huomattavasti suuremmat arvot, esimerkiksi 30°. Edullisin alue on välillä 0,5-20°.

Edelleen on tärkeätä, että kantotelalla 2 on vaippa, joka on muotoiltavissa 5 huomattavasti voimakkaammin kuin kantotelan 1 vaippa. Tässä tapauksessa kantotelan 1 materiaali on terästä, kun taas kantotelan 2 vaippa 2.2 on kumielastista materiaalia.

Kallistetun järjestelyn vuoksi jakautuu paperirullan 3 paino G eri tavalla 10 kantoteloille 1 ja 2. Paperirullapainon komponentti G2 on huomattavasti suurempi kuin komponentti G1. Niinpä myös kantotelan 2 tukipinta A2 on suurempi kuin tukipinta A1 kantotelalla 1. Esillä olevassa tapauksessa voi esimerkiksi päteä: A2 on yhtä suuri kuin 1,6 x A1.

15 Seuraaviin suhteisiin pyritään: N1 = F1 < N2 = F2 p1 = N1/A1 20 p2 = N2/A2 p1 « p2 (ohje) .... : 25 Edellä olevassa merkit tarkoittavat seuraavaa: N = normaalivoima kantotelan vaipalla * F = reaktiovoima paperirullalla p1 = tukipaine kantotelalla 1 ' ’ 30 p2 = tukipaine kantotelalla 2 < I |

Rullauskoneen keksinnön mukaisen järjestelyn ja muodostuksen johdosta on »* · mahdollista saavuttaa tähänastista selvästi suurempi paperirullahalkaisija.

,· , Tässä esitetyllä rullauskoneella on mahdollista saavuttaa n. 1400 mm halkaisija, ’ · ” 35 tähänastisen 1200 mm sijasta.

Kuvioissa 2-4 esitetyt kantotelat ovat kantotelan 2 vaipan mahdollisia variaatioita.

7 110257

Kuvion 2 mukaisessa toteutusmuodossa vaipassa on aluksi uloin kerros 20, jolla on suljettu pinta. Tämä kerros 20 voi olla terästä, kumia tai muuta materiaalia. Vaipan runkoon 21 on kierretty spiraalimaisesti kiertävä spiraali 5 siten, että jää niin ikään spiraalimaisesti kiertävä porras 22. Spiraaliin on asetettu letku 23, joka on paineistettavissa. Yhden letkun sijasta voidaan luonnollisesti järjestää useita letkuja.

Kuvion 3 mukaisessa vaipassa on kuminen ulkokerros 30 ja teräksinen 10 sisäkerros 31. Kumikerrokseen on järjestetty useita kammioita 32, jotka ovat -leikkausta A-A katsottaessa, ympyrämuotoisia.

Kuvion 4 mukainen toteutusmuoto esittää vaipan, joka on rakennettu kolmesta erilaisesta kerroksesta, nimittäin - ulkopuolelta sisäänpäin katsottaessa -15 kovakumikerroksesta 40, pehmeäkumikerroksesta 41 sekä teräskappaleesta 42.

Kuvion 5b mukaisessa toteutusmuodossa on kiertävän kantotelan sijasta kiinteä puristuselementti 2, kiertävä hihna 50 sekä pyörivä johtotela 51. Hihna 50 20 ympäröi niin kiinteän kantokappaleen 2 kuin myös pyörivän johtotelan 51. Kiinteässä kantokappaleessa 2 on kenkäelementti 52, joka on pneumaattisella . !! tai hydraulisella paineella puristettavissa kiertävän hihnan 50 sisäpintaa vasten, ja aikaansaa siten paineen. Tämä paine jakautuu suurelle pinnalle - hihnan 50 ja myös paperirullan 3 kiertosuunnassa katsottuna - niin että pintapuristus on ’ ‘ 25 suhteellisen pieni. Voitelulaite 53 huolehtii liukukitkan vähentämisestä hihnan 50 : V ja kiinteän kantokappaleen 2 välillä.

Kuviossa 6 nähdään lopuksi useita variaatioita - kaikkiaan 22 - joista vain •: ·1 i variaatiot I, II, III esittävät keksinnön mukaisia konfiguraatioita.

·; 30 , . Ensimmäisessä kantotelassa 1 on yleensä teräsvaippa. Siinä voi kuitenkin olla myös kuminen vaippa. Olennaista on, että toisen kantotelan vaipan rakenne on sellainen, että toiseen kantotelaan syntyy ensimmäiseen nähden "leveänippi-·:··! efekti".

Claims (4)

8 110257

1. Rullauskone liikkuvan paperirainan (4) rullaamiseksi, jossa koneessa: 5 1.1 on kaksi kantotelaa (1, 2), jotka muodostavat keskenään rullausalustan paperirullaa (3) varten; 1.2 paperiraina (4) ympäröi toista näistä kahdesta kantotelasta (kantotela 1) käytön aikana; 1.3 toinen näistä kahdesta kantotelasta (2) on ensimmäiseen kantotelaan (1) 10 nähden alempana rainan kulkusuunnassa, niin että taso, joka on asetettu kantotelojen ja paperirullan välisten kosketuslinjojen kautta muodostaa vaakatasoon kanssa kulman, ja paperirullan painon komponentti on suurempi toisella kantotelalla (2) kuin paperirullan painon komponentti ensimmäisellä kantotelalla (1); 15 1.4 rullausalusta muodostuu yksinomaan näistä kahdesta kantotelasta; 1.5 molemmat kantotelat ovat paikallaan pysyviä t u n n e 11 u siitä, että: 1.6 toisessa kantotelassa (2) on vaippa, joka on olennaisesti voimakkaammin muotoiltavissa kuin ensimmäisen kantotelan (1) vaippa;. 20 1.7 ainakin toisen kantotelan (2) vaipan ulompi kerros koostuu kumista, jonka kumikovuus on välillä 30-120° P&J.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen rullauskone, tunnettu siitä, että kantotelan (2) halkaisija on n. 1,05-2 kertaa niin suuri kuin kantotelan halkaisija. ·:··: 25

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen rullauskone, tunnettu siitä, että • · kummankin kantotelan akseleiden kautta kulkeva tason ja vaakasuoran välinen kulma on välillä 1-20°.

4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen rullauskone, t u n n e 11 u siitä, että myös ensimmäisen kantotelan (1) ulommassa kerroksessa on elastista : §’'': materiaalia oleva vaippa. • · 9 110257