FI110363B - Laitteisto rainan rullaimen yhteydessä - Google Patents

Description

110363

Laitteisto rainan rullaimen yhteydessä Tämän keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osassa määritelty laitteisto rullaimen yhteydessä. Keksinnön kohteena on myös 5 patenttivaatimuksen 12 johdanto-osassa määritelty menetelmä rainan rullaimen yhteydessä.

Rainamaisten materiaalien rullaimia käytetään jatkuvana rainana tulevan materiaalin rullaamiseksi tiiviiksi rullaksi, jotta se voidaan siirtää jat-10 kokäsittelyyn. Paperirainan rullaimissa rullataan paperikoneesta, pääl-lystyskoneesta tai muusta vastaavasta paperinkäsittelylaitteistosta tulevaa jatkuvaa paperirainaa rullausakselin eli tampuuritelan ympäri rullalle. Esimerkiksi ns. pope-rullaimessa tai keskiökäyttöavusteisessa pope-rullaimessa suoritetaan valmiin paperin rullaus rullausakselin ympärille.

15 Raina tuodaan rullalle pyöriväksi järjestetyn rullaussylinterin kautta, jota vasten rullausakselia kuormitetaan rullausakselin yhteydessä olevalla kuormituslaitteella.

Raina tulee rullausakselille rullan edellisten kerrosten ja rullaussylinterin 20 vaippapinnan väliin muodostuvan nipin kautta. Tässä kohdassa, jossa raina tulee kosketuksiin rullan edellisten kerrosten kanssa, rainaan vaikuttaa em. kuormituslaitteen johdosta tietty nippikuorma, viivapaine. Nykyisissä rullaintyypeissä myös rullausakseli on keskiökäyttöinen, ja rullausakselin momentilla voidaan vaikuttaa myös rullattavan rainan ke-: : 25 hävoimaan. Rullaussylinterin ja rullan välisellä rullausnipillä estetään ensisijaisesti ilman pääsy rullaan. Rainaan kohdistettavaa kuormitusta ohjaamalla voidaan kuitenkin ohjata myös syntyvän rullan tiukkuutta, ja ·,: lisäksi kuormitusta pyritään muuttamaan rullauksen aikana, jotta rullan y. tiukkuus olisi rullan paperilaji- ja jälkikäsittelykohtaisten laatuvaatimus- 30 ten mukainen eri kohdissa rullan sädettä. Rullaustapahtumaa ohjataan välillisesti rullausparametrejä (esim. viivakuorma, ratakireys, kehävoima . . ja rullausvoima) säätämällä. Säätö suoritetaan tavallisesti tietyllä ohjel- maila. Rullauksen päätavoitteena on rullata jatkuvasta paperirainasta '·'/ rulla, joka täyttää rullausprosessin ja jatkokäsittelyn sille asettamat eh- : i : 35 dot käsiteltävyyden ja sitä kautta rullan rakenteen kuten myös paperin laadun suhteen.

110363

Vanhan rullan tultua täyteen raina täytyy katkaista ja aloittaa katkaisu-kohdan jälkeen tulevan rainan kiertäminen uuden rullausakselin ympärille. Käytännössä tämä tapahtuu siten, että rullausakselin ympärille muodostuneen paperirullan kasvettua täyteen mittaansa siirretään, ta-5 vallisesti samanaikaisesti ja rullaussylinterin yläpuolelta, uusi tyhjä rul-lausakseli rullaussylinterin pinnalle paperirainan jäädessä näiden väliin.

Täysi paperirulla viedään irti rullaussylinteristä ja tämän jälkeen paperisina katkaistaan jollain sopivalla tavalla ja katkaisukohdan jälkeinen rainan pää ohjataan tyhjän rullausakselin kehälle, johon alkaa nyt ke-10 rääntyä uutta rainaa rullaksi. Uusi rullausakseli siirretään sen jälkeen erillisten lineaarijohteiden päällä kulkevaan rullausvaunuun tai vaakasuorien rullauskiskojen päälle. Täyteen tullut rulla siirretään esimerkiksi siirtolaitteella rullauskiskoja pitkin poistoasemaan ja samalla uusi rullausakseli tuodaan rutlauskiskoille. Alkurullauksen aikana kuormitusta 15 ohjataan alkurullauslaitteen voimalaitteiden avulla ja rullausakselin siirryttyä esimerkiksi rullausvaunuun kuormitusta ohjataan rullausvaunuun kytkettyjen voimalaitteiden avulla, tavallisesti paineväliainetoimisten toimilaitteiden eli sylinterien avulla.

20 Esimerkiksi patentissa US 4634068 on esitetty rullauslaitteisto, jossa on alkurullauslaitteen voimalaitteet eli erilliset kuormitussylinteri ja keven-nyssylinteri, sekä rullausakselin ollessa rullauskiskojen päällä kuormitussylinteri, joka painaa akselia rullaussylinteriä vasten. Käytetty kuormitussylinteri on kytketty esimerkiksi rullaimen runkoon kääntyviksi : 25 nivelöityihin kääntövarsiin. Kevennyssylinterien avulla voidaan kom- pensoida maan vetovoiman vaikutusta rullaussylinteriin ja siten niitä käytetään ns. profilointiin. Tavallista on myös se, että alkurullauslait-·.: teessä kuormitus, keventäminen ja rullausakselin aseman säätö suh- I · ;teessä rullaussylinteriin hoidetaan yhden kaksitoimisen paineväliaine- 30 toimisen sylinterin avulla. Rullaimessa kuormitusvoimaa määritetään mittaamalla kääntövarsien kulma-asemaa. Kuormitusvoimaa säädetään SS, kääntövarteen kytketyn toimilaitteen avulla.

• · * > · * Eräässä rullaimen ohjauspiirissä, joka on esitetty US-patentissa :T: 35 5285979, kuormitus tapahtuu rullaimen rungossa lineaarijohteita pitkin liikkuvan vaunun avulla, johon vaunuun kuormittava voimalaite on kyt- * · · . ketty. Julkaisussa rullausakseli on järjestetty vaunuun kääntyväksi nive- *; löityyn kääntövarteen, joka kuormituksen aikana pysyy kuitenkin paikal- • · 110363 laan ja jota käytetään vain poistettaessa täyteen tullut rulla kääntämällä kääntövarsia poistosuuntaan erityisillä poistosylintereillä. Em. voimalaitteen avulla huolehditaan halutusta kuormitusvoimasta tai rullausakselin siirrosta rullaussylinteristä kauemmaksi sitä mukaa, kun rullan koko 5 kasvaa. Varsinaiseen kuormitusvoimaan vaikuttaa monta tekijää, kuten voimalaitteen liikkeestä aiheutuva kitka ja sen lisäksi vielä rullausakse-lia kannattavan rakenteen liikekitka sen liikuttelun aikana. Kuormitus-voimaa mitataan laitteistossa kääntövarren yhteyteen sovitettujen antu-rivälineiden avulla.

10

Tunnetaan myös rullaimia, kuten on esitetty EP-patentissa 604558, jota vastaa US-patentti 5393008. Patentissa on esitetty rullauskiskojen suuntaisiin johteisiin lineaarisesti liikkuviksi järjestetyt vaunut, joiden asema määrätään rullaimen rungon ja vaunujen väliin kytkettyjen hyd-15 raulisylinterien avulla. Näiden hydraulisylinterien avulla säädetään samalla siten myös rullausakselin sijaintia suhteessa rullaussylinteriin. Vaunuihin on järjestetty erilliset painolaitteet, jotka painavat säädettävällä voimalla rullausakselin päädyissä olevia, rullauskiskoilla lepääviä laakeripesiä rullaussylinterin suuntaan tarvittavan nippipaineen aikaan-20 saamiseksi. Toisella puolella laakeripesää on vaunuissa lisäksi paikoi-tuslaitteet, joiden avulla rullausakselin sijaintia vaunuissa voidaan tarkemmin säätää. Kuormitusvoimaa mitataan laitteistossa painolaitteen yhteyteen sovitettujen anturivälineiden avulla.

i 25 Julkaisussa EP 0 79 829 A2 on esitetty rullauslaitteisto, jossa rullaussy- (· · • linteri on sovitettu liikkuvaan vaunuun, johon vaunuun on sovitettu myös paineväliainetoiminen sylinteri voimalaitteeksi rullaussylinterin ja rullan välisen kuormituksen aikaansaamiseksi. Vaunu on siirrettävissä :Y: erillisten toimilaitteiden avulla.

:7: 30

Edellä kuvatuissa tapauksissa mm. rullausvaunun, alkurullauslaitteiston . . ja kuormituslaitteiston ohjaamisessa käytetään tyypillisesti hydraulisylin- tereitä pareittain, rullausakselin eri päiden ohjaamiseksi. Tällöin päiden ohjaus on järjestetty esimerkiksi yhtenäisen vaunun tai kunkin pään . 35 yhteyteen järjestetyn itsenäisesti liikkuvan vaunun avulla.

.' . Edellä kuvatuissa laitteistoissa nipin kuormitusvoiman mittaus on kui- ; ; tenkin järjestetty tavalla, johon häiritsevästi vaikuttavat laitteiston toi- 4 110363 minnasta aiheutuvat kitkat, kuten vierintäkitkat, liukumiskitkat ja muut mittaukseen käytetyissä elimissä esiintyvät mekaaniset häiriöt.

Tämän lisäksi edellä esitetyissä laitteissa säädetään erillisillä laitteilla 5 samanaikaisesti sekä kuormitusvoimaa voimalaitteiden painetta ohjaamalla että esimerkiksi mainittujen vaunujen asemaa toimilaitteita ohjaamalla. Tämä johtaa monimutkaiseen ohjaukseen ja vaatii erityisesti painesäädöltä huomattavaa tarkkuutta ja luotettavuutta.

10 Keksinnön tarkoituksena on poistaa tunnetun tekniikan epäkohtia ja esittää yksinkertainen ja luotettava laitteisto rullaimen yhteydessä käytettäväksi, esimerkiksi rullaimen siirtovaunuun sijoitetun, erillisten vaunujen avulla sen päitä ohjatun, alkurullauslaitteessa olevan tai rullaus-kiskoille asetettujen rullausakselin ja rullaussylinterin välisen kuormituk-15 sen, eli ns. nippikuorman, ja niiden välisen etäisyyden tai keskinäisen aseman ohjaamiseksi paineväliainetoimisten sylinterien avulla. Keksinnön keskeisenä periaatteena on energiaa varastoivan elastisen elementin soveltaminen.

20 Tämän tarkoituksen toteuttamiseksi keksinnön mukaiselle laitteistolle on tunnusomaista se, mikä on esitetty oheisen patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa. Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, mikä on esitetty oheisen patenttivaatimuksen 12 tunnusmerkkiosassa.

j « : : 25

Keksinnön mukaisen laitteiston huomattavana etuna on se, että kuormi-j tusvoiman säätö voidaan toteuttaa hyvin yksinkertaisesti voimalaitteina ·.: toimivien toimilaitteiden suorittaman asemasäädön avulla, jolloin paine- säätöä voidaan välttää. Tämä yksinkertaistaa huomattavasti rullai- » « 30 messa tarvittavia anturivälineitä ja suoritettavaa säätöä. Edullisesti kuormituksesta ja asemoinnista huolehtii paineväliainetoiminen sylinte-ripari. Keksinnön etuna on lisäksi se, että mittaamalla suoraan elemen- a » · tin kuormitusvoiman mukaan muuttuvaa dimensiota vältetään erityisesti ·’. * mittaukseen vaikuttavien kitkavoimien häiritseviä vaikutuksia. Keksin- 35 nön erään edullisen suoritusmuodon etuna on lisäksi se, että elementti on riippumaton ulkoisesta voimanlähteestä, jolloin se käyttää hyväk-: seen vain siihen varastoitua energiaa. Energia varastoidaan elementtiin | I » • · » » I 1 t • < * • · 110363 hyvin yksinkertaisesti esimerkiksi kokoonpuristamalla sitä paikkasää-dön yhteydessä.

Keksintöä selostetaan seuraavassa lähemmin viittaamalla oheisiin pii-5 rustuksiin, joissa: kuvio 1 esittää sivukuvantona tekniikan tason mukaista rainan rul laini a, ja 10 kuviot 2a—2d esittävät keksinnön edullisten suoritusmuotojen mu kaisia laitteistoja yksinkertaistettuina sivukuvantoina.

Kuviossa 1 on yksinkertaistettuna periaatekuvantona esitetty sinänsä tunnettu paperirainan rullain sivusta päin katsottuna. Rullaimessa on 15 tunnetusti rullauselin, tyypillisesti pyöritettävä rullaussylinteri C, jonka avulla paperikoneelta, päällystyskoneelta tai muusta paperinkäsittely-laitteistosta tulevaa jatkuvaa paperirainaa W rullataan rullausakselin T1 ympärille konerullaksi R. Tunnetaan myös muita rullauselimiä, kuten hihnasto rainan W ohjaamiseksi rullausakselille T1. Rullaa R kuormite-20 taan rullaussylinteriä C vasten kohdistamalla rullausakseliin T1 halutun suuruinen, rullaussylinteriä C kohti suuntautuva voima F1. Tämä saa aikaan rullan R ja rullaussylinterin C väliin rullausnipin N1, jossa on kuormituksen seurauksena tietynsuuruinen nippipaine. Myös rullausak-selissa T1 on edullisesti keskiökäyttö, jolloin kysymyksessä on keskiö-· 25 käyttöavusteinen pope-rullain, jossa myös rullausakselin T1 momentilla voidaan vaikuttaa syntyvän rullan R laatuun. Kuviossa 1 on esitetty myös rullaimen alkurullauslaitteiston avulla rullaussylinterin C yhteyteen I · · tuotu rullausakseli T2. Rullausakselia T2 kuormitetaan rullaussylinteriä C vasten kohdistamalla rullausakseliin T2 halutun suuruinen, rullaussy- 30 linteriä C kohti suuntautuva voima F2. Tämä saa aikaan rullausakseliin T2 ja rullaussylinterin C väliin rullausnipin N2, jossa on kuormituksen seurauksena tietynsuuruinen nippipaine. Nippipaineeseen vaikuttaa ';';' tässä tapauksessa myös rullausakseliin T2 paino.

* · · :‘ : 35 Rullaussylinteri C on sinänsä tunnetusti laakeroitu tukialustan, esim.

.·**. tehtaan lattiatason suhteen kiinteäasemaiseen rullaimen runkoon K1.

Rullausakseli T1 on puolestaan sijoitettu sinänsä tunnetusti laakeroi-dusti rullaimen rullauskiskojen K2 päälle, joiden varassa rullausakselin • · * 6

HD? 6Z

T1 päät niiden laakeripesien kohdalla lepäävät, ja jotka kannattavat samalla rullan R painoa. Rungossa K1 olevassa lineaarijohteessa K3 liikkuvan vaunun tai kelkan V sinänsä tunnetusti laakeroitujen tukien V1 avulla ylläpidetään rullausakseliin T1 kohdistuvaa voimaa ja samalla 5 vaunua V siirretään rullaimen pituussuunnassa (nuoli X) rullan R koon kasvaessa rullauksen aikana. Eräs tunnettu rakenne on esitetty tarkemmin esimerkiksi EP-patentissa 604558. Vaunu V siirtyy myös rullaimen pituussuunnassa ja on sellaista tyyppiä, että rullaussylinterin C mahdollisesti vastaanottamaa painoa lukuunottamatta rullauskisko K2 10 kannattaa rullausakselin T1 ja rullan R koko painoa. Vaunu V on järjestetty sinänsä tunnetulla tavalla liikkumaan lineaariliikettä rullaussylinterin C suhteen ja liikemahdollisuus on kumpaankin suuntaan, eli vaunua V voidaan liikuttaa tarvittaessa edestakaisin (nuoli X) kaksitoimisten sylinterien avulla. Vaunuun V siinä olevan nivelpisteen suhteen käänty-15 viksi nivelöidysti kiinnitettyä tukea V1 tai sen osia voidaan siirtää vielä erillisten hydraulisylinterien avulla (ei esitetty kuviossa) esimerkiksi valmiin rullan siirtämiseksi pois vaunun V yhteydestä.

Kuvioon 1 viitaten halutun nippikuorman (nippipaineen) aikaansaami-20 seksi rullaa R kuormitetaan rullaussylinteriä C vasten ennalta määrätyllä kuormitusvoimalla F1 vaikuttamalla voimalaitteilla 1 ja 2 rullausakseliin T1, seuraavassa voimalaitteesta 1 tai 2 käytetään myös nimitystä toimilaite 1 tai 2. Nämä toimilaitteet kuuluvat rullaimen ensimmäisiin ohjausvälineisiin, jotka on järjestetty oleellisesti yhdensuuntaisiksi sovi-25 tettujen rullaussylinterin C ja rullausakselin T1 välisen etäisyyden aset-: ·]: tamiseksi ja ylläpitämiseksi. Ensimmäiset ohjausvälineet käsittävät ;'·': myös tarvittavat ohjauselimet 3 (kuviossa myös CTR), esimerkiksi toimi- • · * : laitteen 1 ja sähköisesti ohjatut venttiilit toimilaitteen 1 ohjaamiseksi paineväliaineen avulla sinänsä tunnetulla tavalla. Ensimmäiset ohjaus-30 välineet ovat yhteydessä ohjausjärjestelmään 4, joka on esimerkiksi muistivälineillä ja mikroprosessorilla varustettu sinänsä tunnettu tietokone tai ohjelmoitava logiikka (PLC, ei esitetty kuviossa 1). Ohjausjär-jestelmään 4 on esimerkiksi tallennettu tarvittava seuranta- ja ohjausal-: goritmi esimerkiksi ohjauselimien 3 ohjaamiseksi siten, että siirrytään ; 35 haluttuun toimilaitteen 1 asemaan tai pidetään toimilaite 1 halutussa .···. asemassa, jolloin suoritetaan asemasäätöä.

• I I

t » » 110363

Rullain käsittää myös toiset ohjausvälineet oleellisesti yhdensuuntaisiksi ja kosketuksiin toistensa kanssa järjestettyjen rullaussylinterin C ja rullausakselin T1 välisen ensimmäisen voimavaikutuksen F1 aiheuttamiseksi ja ylläpitämiseksi. Toiset ohjausvälineet käsittävät ohjauselimet 5 5 (kuviossa myös CTR), esimerkiksi toimilaitteen 1 ja sähköisesti ohja tut venttiilit toimilaitteen 1 ohjaamiseksi paineväliaineen avulla sinänsä tunnetulla tavalla. Kuvion 1 mukaisessa tunnetun tekniikan mukaisessa rullaimessa ensimmäiset ja toiset ohjausvälineet käsittävät yhteisen toimilaitteen 1 ja ainakin osittain yhteisiä ohjauselimiä 3 ja 5. Ohjausjär-10 jestelmään 4 on tallennettu tarvittava seuranta- ja ohjausalgoritmi esimerkiksi ohjauselimien 5 ohjaamiseksi siten, että ohjataan toimilaitteen 1 painetta halutuksi tai pidetään toimilaitteen 1 paine halutulla tasolla voimavaikutuksen F1 pitämiseksi haluttuna, jolloin suoritetaan paine-säätöä. Aikaisemmin selostettujen tunnetun tekniikan mukaisten laitteis-15 tojen perusteella on selvää, että ensimmäiset ja toiset ohjausvälineet voivat olla myös erillisiä laitteistoja. Esillä olevan keksinnön mukaisesti erityisesti toisia ohjausvälineitä voidaan huomattavasti yksinkertaistaa.

Kuvioon 1 edelleen viitaten aikaansaadaan samalla tavalla kuormitus-20 voima F2 voimalaitteilla 11 ja 12. Voimalaitteet 1 ja 2, joita on tyypillisesti yksi rullan R molemmilla puolilla, kuten myös toimilaitteita eli voimalaitteita 11 ja 12, vaikuttavat sinänsä tunnetulla tavalla rullausakselin T1 tyypillisesti rullauskiskojen K2 kannatuksella oleviin laakeripesiin. Rullausakseli T1 siirtyy rullaussylinteristä C etäämmälle rullan R kasva-25 essa eli rullan R säteen suuretessa, jolloin vaunuja V siirretään voima-laitteilla 1 ja 2. Rullauksen edetessä voimalaitteilla 1 ja 2 saadaan ai-kaan haluttu nippikuormitus.

.·.·! Kuormittavien toimilaitteiden eli voimalaitteiden 1 ja 2 aikaansaama • · · 30 voima F1 on säädettävissä. Tyypillisin rullaimissa käytettävä voimalaite, jonka voima on säädettävissä ja jolla saadaan aikaan suuria kuormitus-voimia, on paineväliainetoiminen, pituuttaan muuttavaa tyyppiä oleva voimalaite, kuten hydraulisylinteri. Hydraulisylinteri on yhdistetty hyd-v : raulinesteen painelähteeseen, ja hydraulisylinterissä vaikuttavaa pai- 35 netta, joka määrää samalla kuormitusvoiman F1, voidaan säätää tunne-.···. tuilla tavoilla. Tällöin on kyseessä ns. painesäätö ja toisaalta hydrauli- sylinterin avulla esimerkiksi rullaa R siirrettäessä tai sen asemaa hyd-:·*·; raulisylinterin tilavuusvirtaa ohjaamalla vaihdettaessa puhutaan asema- 8 1Ί0363 säädöstä. Asemasäädön aikana tarvitaan painetta siirronaikaisten kitkojen voittamiseen ja virtauksen aikaansaamiseen hydraulinesteen putkistossa paine-eron avulla. Asemasäädöstä puhutaan myös siinä tapauksessa, että rullan R ja rullaussylinterin C välillä halutaan ylläpitää 5 haluttu etäisyys eli nippirako esimerkiksi rullauksen aikana.

Kuvioihin 2a—2d viitaten selostetaan seuraavassa tarkemmin keksinnön mukaisen elementin E käyttöä rullaimen yhteydessä. Toiset ohjausvälineet käsittävät tämän energiaa varastoivan elastisen elementin 10 E ensimmäisen voimavaikutuksen F1 aiheuttamiseksi ja ylläpitämiseksi. Elementin E jonkin dimension muutos on verrannollinen ensimmäisen voimavaikutuksen F1 muutokseen ja elementti E on järjestetty varastoimaan energiaa kokoonpuristumalla siihen vaikuttavan voiman vaikutuksesta ja vapauttamaan energiaa laajenemalla. Kuvioissa 2a—2d 15 elementti E on esitetty havainnollisuuden vuoksi yksinkertaisena lieriömäisenä ja pyöreälankaisena puristusjousena E, mutta on selvää, että elementtinä E voi toimia jokin muu edellä kuvatulla tavalla toimiva komponentti. Elementin E muuttuva dimensio on korkeus, leveys tai pituus riippuen siitä, miten elementin E toiminta on järjestetty, ja miten mittaus 20 on mahdollista järjestää. Kuviossa 2a on esitetty myös muuttuva dimensio D, jolloin elementin E pää tukeutuu kiinteää tukea 10 vasten ja toinen pää vaikuttaa laakerointiin 8, jonka pään asema siten muuttuu ja tämä muutos voidaan mitata anturivälineiden 6 avulla. Tällöin refe-renssiasemana voi toimia tuki 10.

25

Keksinnön mukaisesti elementin E toimintaperiaatteena on, että jonkin dimension muutos on verrannollinen siihen vaikuttavan voiman ja siten myös varastoituneen energian suuruuteen. Energia varastoituu ele-menttiin E potentiaalienergiana, joka vapautuu sitten elementin vaikut-30 tavana voimana dimension muutoksen palautuessa elastisesti. Elementin E toimiessa elastisesti sen muoto palautuu vaikuttavan voiman pienentyessä tai vapautuessa ja vastaavasti muuttuu vaikuttavan voi-man kasvaessa. Voiman ja dimension välinen verrannollisuutta voidaan : kuvata funktiolla F = f(D,kn(xn), kn+i(xn+i),...), jossa F on vaikuttava 35 voima, D on kyseisen dimension arvo ja kn, kn+-| jne. ovat tekjöitä, .···. jotka ovat riippuvaisia (eli funktioita muuttujista xn, xn+-| jne) mm. käyte-

tyistä materiaaleista, konstruktiosta ja toimintaperiaatteesta, esimerkiksi *; puristusjousessa eräänä kertoimena kn on jousen jousivakio. Funktio F

9 110363 voidaan selvittää esimerkiksi mittauksin. Yksinkertaisimmillaan funktio on lineaarinen ja muotoa F = k · D, mutta riippuvuus voi myös poiketa lineaarisesta ollen esimerkiksi progressiivinen. Riippuvuus voidaan myös järjestää muotoon, jossa AF on voiman muutos, joka on riippuvai-5 nen esimerkiksi dimension muutoksesta AD. Myöhemmin selostettavan voimavaikutuksen F1 ja voiman F välillä on edelleen riippuvuus F1 = f(F), joka riippuu esimerkiksi laakeroinnin konstruktiosta, joten kuormi-tusvoimaa F1 voidaan siten säätää keksinnön mukaisesti dimensiota D ohjaamalla. Tämän ohjaaminen tapahtuu esimerkiksi toimilaitteen 1 10 avulla kelkkaan V vaikuttamalla, joka edelleen puristaa elementtinä E toimivaa puristusjousta laakerointia vasten. Toimilaitetta 1 ohjataan samanaikaisesti dimensiota D seuraamalla. Esimerkiksi voimaa F1 voidaan ohjata pitämällä dimensiota D oleellisesti vakiona.

15 Edelleen kuvioihin 2a—2d viitaten rullain käsittää lisäksi tarvittavat an-turivälineet 6 ensimmäisen voimavaikutuksen F1 määrittämiseksi, ja nämä anturivälineet 6 ovat yhteydessä ohjausjärjestelmään 4 esimerkiksi mittaustietojen välittämiseksi. Keksinnön mukaisessa laitteistossa nämä anturivälineet 6 on sovitettu mittaamaan joko suoraan tai välilli-20 sesti myöhemmin selostettavan elementin E jotakin dimensiota, jolloin kyseessä on esimerkiksi pituusmittaus, asemamittaus, etäisyysmittaus tai mittaus referenssiasemaan nähden riippuen siitä, miten mittaus on järjestetty tai millaisia mittalaitteita halutaan käyttää. Mittauksessa voidaan hyödyntää sinänsä tunnettuja laitteita, jotka toimivat mekaanis-25 sähköisesti, kapasitiivisesti, induktiiviseksi, valosähköisesti tai esimer-kiksi ultraäänen avulla ja välittävät mittaustiedot analogisena tai digi-taalisena signaalina ohjausjärjestelmälle 4. Yksinkertaisimmillaan antu- >»· .·. : rivälineet 6 käsittävät esimerkiksi lineaarisesti toimivan potentiometrin.

* · t · ''S.' 30 Aikaisemmin on kuvattu myös alkurullauslaitteiston toimintaa, jolloin * ’ erityisesti on otettava huomioon painovoiman vaikutus. Esimerkiksi rul- lausakselin paino voi lisätä tai vähentää voimavaikutusta F1 riippuen sen asemasta pystysuunnassa suhteessa rullaussylinteriin. Tällöin eri-v : tyisesti vinoon asentoon asennettuun elementtiin E voi vaikuttaa myös 35 rullausakselin paino, mikä voidaan ottaa helposti huomioon edellä ku-.···. vatussa riippuvuudessa, jolloin rullan kasvaessa ja painon lisääntyessä riippuvuudessa on yhtenä tekijänä myös aika. Kuvioihin 2a—2d viitaten elementti E on sovitettu olennaisesti rullaimen pituussuunnassa eli vaa- 10 110366 kasuorassa suunnassa vaikuttavaksi, jolloin myös rullausakselin T1 ja rullaussylinterin C laakeroinnit 7 ja 8 on sovitettu olennaisesti samalle vaakasuuntaiselle tasolle, jolloin painovoiman vaikutus on minimoitu.

5 Mainitun puristusjousen tapauksessa kokoonpuristuminen ja laajeneminen on lisäksi järjestetty oleellisesti vaikuttavan voiman suunnassa tapahtuvaksi, jolloin muuttuvana dimensiona on puristusjousen pituus. Puristusjousen ollessa kyseessä sen halkaisijan mitta ei muutu voiman vaikuttaessa jouseen ja energia varastoituu jouseen sen kokoonpuris-10 tuessa. Tunnetaan myös kartiomaisia, langan muodoltaan vaihtelevia, tavallisesti metalliseoksista valmistettuja puristusjousia. Tunnetaan myös jousikonstruktioita, joihin on yhdistetty useita jousia esimerkiksi vaiheittaisen tai progressiivisen toiminnan aikaansaamiseksi. Tämän lisäksi tunnetaan esimerkiksi lieriömäisiä vetojousia, jolloin energia va-15 rastoituu jouseen sen pituutta kasvatettaessa, jonka mukaisesti myös elementin E toiminta on järjestettävä. Tämän lisäksi tunnetaan esimerkiksi monilautasjousia ja lehtijousia, joilla muutos tapahtuu pituuden suunnassa, mutta tunnetaan myös spiraalijousia ja vääntöjousia, joilla muutos tapahtuu jousen jonkin osan kaarimaisena siirroksena ja tavalli-20 sesti myös halkaisijan muutoksena. Esimerkiksi puristusjousen ja veto-jousen erityisenä etuna on niiden vaikuttavan voiman suunnassa tapahtuva dimensionmuutos, yksinkertaisuus sekä riippumattomuus ulkoisista energialähteistä, esimerkiksi sähköenergiasta tai paineväliaineen energiasta.

25

· I

·': Jousimaisena energiaa varastoivana elementtinä E voi toimia tietenkin myös sopiva kokoonpuristuva kaasu tai neste, joka on suljettu tilavuu-teen ja johon vaikutetaan esimerkiksi liikkuvan männän avulla. Tällöin voidaan mitata esimerkiksi männän aseman avulla tilavuuden jonkin > · · 30 dimension muutosta. Elementin E valinta riippuu myös siitä, kuinka suuri haluttu dimension muutos on ja kuinka tarkasti tämä muutos voidaan mitata. Tyypillisesti muutos on suurempi kaasumaisilla aineilla :.v kuin kiinteillä aineilla. Elementtinä voi toimia myös paineväliainetoimi- (I· v : nen sylinteri, joka on mahdollisesti yhdistetty paineakkuun.

.·*:·. 35 I · · ,*··. Kuvioihin 2a—2d viitaten selostetaan seuraavassa tarkemmin keksin- » · nonmukaisen laitteiston käyttöä rullaimen yhteydessä eräiden edullisten :.’‘i suoritusmuotojen avulla. Selostuksen perusteella on ammattimiehelle »Il I I I • · 110363 selvää keksinnön toteuttaminen myös muiden tyyppisten rullainten yhteydessä patenttivaatimuksien puitteissa. Aikaisemman selostuksen mukaisesti rullain käsittää rullaimeen laakeroidusti 7 sovitetun rullaus-sylinterin C rullaimen pituussuunnassa kuvion 1 mukaisesti kulkevan 5 rainan ohjaamiseksi, joka rullaussylinteri C on järjestetty rainan suhteen poikittaissuuntaisen suunnan ympäri pyöriväksi, ja rullaimeen laakeroidusti 8 sovitetun rullausakselin T1 rainan rullaamiseksi rullausakselin T1 ympärille, joka rullausakseli T1 on järjestetty rainan suhteen poikittaissuuntaisen suunnan ympäri pyöriväksi.

10

Keksinnön mukaisesti rullain käsittää ainakin yhden johteen tai vastaavan, ja ainakin yksi laakerointi 7 tai 8 on järjestetty johteen tai vastaavan avulla rullaimen pituussuunnassa liikkuvaksi, jolloin myös elementti E on järjestetty vaikuttamaan mainittuun laakerointiin 7 tai 8. Kuvioissa 15 2a—2d mainittu johde (tai vastaava) on rullaimen pituussuunnassa liik kuvaksi järjestettyyn kelkkaan V sovitettu johde 9. Kuviossa 1 esitetty rullauskisko K2 on kuvioissa 2b—2c esitetty katkoviivoituksella rullaimen vaihtoehtoisen rakenteen esittämiseksi. Erityisesti rullausakseli T1 on edullisesti sijoitettuna rullauskiskon K2 päälle, jota pitkin se siirtyy 20 kuvion 2b mukaisesti. Kuviossa 2c rullausakseli T1 on laakeroituna kiinteään asemaan ainakin pääosan rullauksen aikana, mutta tuet V1 voidaan sovittaa myös liikkuvaan vaunuun (ei esitetty kuviossa 2c), jota edelleen ohjataan toimilaitteesta 1 erillisellä toimilaitteella (ei esitetty kuviossa 2c) kuvion 2b tapaan. Mainittu toimilaite voi olla yhteydessä : 25 ohjausvälineisiin 3 ja 5. Tarkempi järjestely, jolla elementti E vaikuttaa laakerointiin on ammattimiehelle sinänsä selvää ja se voidaan toteuttaa » · .···. monin tavoin. Kuvioissa 2a—2d tämä järjestely on esitetty yksinkertai- > · * : sesti kelkkaan V sovitetun tuen 10 ja suoraan laakerointiin vaikuttavan ,·,·*, elementin E avulla ja on selvää, että esimerkiksi elementti E voi vaikut- 30 taa laakerointiin myös välillisesti, jolloin laakerointiin voi liittyä kuvion 1 laakerointia ohjaavia tukia V1 vastaavat tuet.

• » ν·: Kuvion 2a mukaisessa suoritusmuodossa elementti E on sovitettu vai- v : kuttamaan rullausakselin T1 laakerointiin 8, jolloin ensimmäiset ohjaus- ·:·; 35 välineet on järjestetty rullausakselin T1 siirtämiseksi. Kuviossa 2a rul- .···. laussylinteri C on laakeroituna kiinteään asemaan, mutta tuet V1 voi- '·*_ daan sovittaa myös liikkuvaan vaunuun (ei esitetty kuviossa 2a), jota edelleen ohjataan toimilaitteesta 1 erillisellä toimilaitteella (ei esitetty I * * • » 110363 kuviossa 2a) kuvion 2d tapaan. Mainittu toimilaite voi olla yhteydessä ohjausvälineisiin 3 ja 5. Kuvion 2c mukaisessa suoritusmuodossa elementti E on sovitettu vaikuttamaan rullaussylinterin C laakerointiin 7, jolloin ensimmäiset ohjausvälineet on järjestetty rullaussylinterin C 5 siirtämiseksi. Molemmissa tapauksissa johde 9 ja elementti E on sovitettu kelkkaan V, jota ensimmäiset ohjausvälineet on järjestetty siirtämään. Siirto tapahtuu aikaisemmin selostetulla tavalla toimilaitteen 1 ja ohjauselimien 3 avulla.

10 Aikaisemman selostuksen perusteella tunnetaan myös rullaimia, joissa laakerointiin vaikutetaan rullaimen runkoon kääntyviksi nivelöityihin kääntövarsiin kytketyn voimalaitteen avulla, joka voimalaite vastaa toimilaitetta 1. Tällöin elementti E voidaan sovittaa kyseisen kääntövar-ren yhteyteen. Myös tällöin rullaussylinteri C tai rullausakseli T1 voi olla 15 sijoittuneena rullauskiskon K2 päälle.

Kuvion 2b mukaisessa suoritusmuodossa elementti E on sovitettu vaikuttamaan rullaussylinterin C laakerointiin 7, jolloin ensimmäiset ohjausvälineet on järjestetty rullausakselin T1 siirtämiseksi. Kuvion 2d 20 mukaisessa suoritusmuodossa elementti E on sovitettu vaikuttamaan rullausakselin T1 laakerointiin 8, jolloin ensimmäiset ohjausvälineet on järjestetty rullaussylinterin C siirtämiseksi. Molemmissa tapauksissa johde 9 ja elementti E on sovitettu kiinteään asemaan 13, ja ensimmäiset ohjausvälineet on järjestetty siirtämään kelkkaa V. Siirto tapahtuu f: 25 aikaisemmin selostetulla tavalla toimilaitteen 1 ja ohjauselimien 3 avul- ·': la. Kuvion 2b mukaisessa suoritusmuodossa laakerointi 8 on sovitettu kelkkaan V rullausakselin T1 siirtämiseksi ja kuvion 2d mukaisessa • a · .·. : suoritusmuodossa laakerointi 7 on sovitettu kelkkaan V rullaussylinterin ,·.·! C siirtämiseksi.

Y.f 30 » t · v ’ Keksinnön mukaisesti voimavaikutusta F1 voidaan nyt säätää siten, että mitataan dimensiota D, joka rullan kasvaessa pyrkii muuttumaan voimavaikutuksen kasvamisen myötä, kun esimerkiksi kelkka V on v : asemoitu haluttuun kohtaan. Suorittamalla asemasäätöä kelkka V siir- /:·; 35 retään sellaiseen asemaan, että dimensio D on haluttu. Koska dimen- .···. sion D ja voimavaikutuksen F1 välillä on aikaisemmin kuvattu riippu- vuus, voidaan siten myös hyvin yksinkertaisesti säätää voimavaikutus-ta. Tämä säätäminen toteutetaan ohjausjärjestelmään 4 tallennetun ja 110363 toteuttaman seuranta- ja säätöalgoritmin avulla, jolloin ohjausjärjestelmä 4 on yhteydessä anturivälineisiin 6 mittaustietojen saamiseksi ja ainakin ensimmäisten ohjausvälineiden ohjauselimiin 3 edelleen elementtiin E vaikuttamiseksi. Mittauksen yhteydessä mittaustietoja voi-5 daan sinänsä tunnetulla tavalla käsitellä, suodattaa tai keskiarvoistaa, jolloin esimerkiksi rullan epätasaisuudesta ja iskuista aiheutuvat dimension muutokset eivät häiritsisi itse mittausta. Elementin erään edullisen suoritusmuodon lisäetuna onkin se, että se sietää tunnetun tekniikan mukaisia jäykkiä rakenteita paremmin iskuja ja kuormituksen vaih-10 teluja, joten esimerkiksi rullaimen iskunvaimennuksen järjestäminen helpottuu.

Ammattimiehelle on selvää, että keksintöä ei ole rajoitettu vain ylläesitettyyn erääseen edulliseen suoritusmuotoon, vaan voi vaihdella pa-15 tenttivaatimuksien puitteissa. Ammattimiehelle on lisäksi selvää, että edellä selostettua elementtiä voidaan soveltaa hyvin erilaisten rullain-sovellusten yhteydessä.

( · I * · i t * i * * • · * I · > · * I t ( * ·

I I I

Claims (15)

1. Laitteisto rainan rullaimen yhteydessä, joka rullain käsittää ainakin 5 — rullaimeen laakeroidusti (7, 8) sovitetun rullauselimen (C) rullaimessa kulkevan rainan (W) ohjaamiseksi rullausakselil-le (T1), — rullaimeen laakeroidusti (7, 8) sovitetun rullausakselin (T1) 10 rainan (W) rullaamiseksi rullausakselin (T1) ympärille, joka rullausakseli (T1) on järjestetty rainan (W) suhteen poikittaissuuntaisen suunnan ympäri pyöriväksi, — ensimmäiset ohjausvälineet (1, 3) rullauselimen (C) ja rullausakselin (T1) välisen etäisyyden asettamiseksi ja ohjaa- 15 miseksi, ja — toiset ohjausvälineet (1, 5) rullauselimen (C) ja rullausakselin (T1) välisen voimavaikutuksen (F1) aiheuttamiseksi ja ylläpitämiseksi, jotka toiset ohjausvälineet (1, 5) käsittävät energiaa varastoivan elastisen elementin (E), jonka välityk- 20 sellä mainittu voimavaikutus (F1) aiheutetaan ja ylläpide tään, — anturivälineet (6), jotka on järjestetty mittaamaan kyseisen elementin (E) jonkin dimension (D) muutosta, joka aiheutuu siihen kohdistuvista voimista, 25 tunnettu siitä, että • * · • · · • » · — kyseinen elementti (E) on sovitettu toisiin ohjausvälineisiin : (1, 5) siten, että kyseisen dimension (D) muutos on verran- 30 nollinen mainittuun voimavaikutukseen (F1).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että rul- lain käsittää ainakin yhden johteen tai vastaavan (9), ja että ainakin yksi laakerointi (7, 8) on järjestetty johteen tai vastaavan (9) avulla rullaimen 35 pituussuunnassa liikkuvaksi, ja että elementti (E) on järjestetty vaikutta- maan mainittuun laakerointiin (7, 8). • · 110363

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että elementti (E) on sovitettu vaikuttamaan ainakin rullauselimen (C) laakerointiin (7, 8), jolloin ensimmäiset ohjausvälineet (1, 3) on järjestetty rullausakselin (T1) liikuttamiseksi. 5

4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että elementti (E) on sovitettu vaikuttamaan ainakin rullausakselin (T1) laakerointiin (7, 8), jolloin ensimmäiset ohjausvälineet (1, 3) on järjestetty rullauselimen (C) liikuttamiseksi. 10

5, E) ohjaamiseksi.

5. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että elementti (E) on sovitettu vaikuttamaan rullauselimen (C) laakerointiin (7, 8), ja että johde tai vastaava (9) ja elementti (E) on sovitettu rullaimen pituussuunnassa liikkuvaksi järjestettyyn ensimmäiseen kelkkaan (V), 15 jota ensimmäiset ohjausvälineet (1, 3) on järjestetty siirtämään.

6. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että elementti (E) on sovitettu vaikuttamaan rullausakselin (T1) laakerointiin (7,8), ja että johde tai vastaava (9) ja elementti (E) on sovitettu rullai- 20 men pituussuunnassa liikkuvaksi järjestettyyn ensimmäiseen kelkkaan (V), jota ensimmäiset ohjausvälineet (1, 3) on järjestetty siirtämään.

7. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että rul-lausakseli (T1) on järjestetty rullaimen pituussuunnassa toisen kelkan ,···. 25 (V) avulla liikutettavaksi, jolloin ensimmäiset ohjausvälineet (1, 3) on järjestetty siirtämään mainittua toista kelkkaa (V).

•♦ • · * · ' * * ';';* 8. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että rul- lauselin (C) on järjestetty rullaimen pituussuunnassa toisen kelkan (V) 30 avulla liikutettavaksi, jolloin ensimmäiset ohjausvälineet (1, 3) on järjes-tetty siirtämään mainittua toista kelkkaa (V). » S · * > ·

9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että ele-’λ’, mentti (E) on järjestetty varastoimaan energiaa kokoonpuristumalla sii- 35 hen vaikuttavan voiman vaikutuksesta ja vapauttamaan energiaa laaje-:.v nemalla, ja että kokoonpuristuminen ja laajeneminen on järjestetty oleellisesti vaikuttavan voiman suunnassa tapahtuvaksi. 16 1 10363

10. Jonkin patenttivaatimuksen 1—9 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että elementti (E) on ainakin osittain muodostettu puristusjouseksi tai vetojouseksi.

11. Jonkin patenttivaatimuksen 1—10 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että rullain käsittää lisäksi anturivälineisiin (6) yhteydessä olevan ohjausjärjestelmän (4) ensimmäisten ja toisten ohjausvälineiden (1, 3,

12. Menetelmä rainan rullaimen yhteydessä, joka rullain käsittää ai nakin — rullaimeen laakeroidusti (7, 8) sovitetun rullauselimen (C) rullaimessa kulkevan rainan (W) ohjaamiseksi rullausakselil- 15 le (T1), ja — rullaimeen laakeroidusti (7, 8) sovitetun rullausakselin (T1) rainan (W) rullaamiseksi rullausakselin (T1) ympärille, joka rullausakseli (T1) on järjestetty rainan (W) suhteen poikittaissuuntaisen suunnan ympäri pyöriväksi, 20 jossa menetelmässä . — rullauselimen (C) ja rullausakselin (T1) välinen voimavaiku- ;'*’· tus (F1) aiheutetaan ja ylläpidetään ainakin osittain energiaa * · 25 varastoivan elastisen elementin (E) välityksellä, jonka elementin (E) jonkin dimension (D) muutos aiheutuu siihen < · , ,. ‘ kohdistuvista voimista, ja — seurataan anturivälinein (6) kyseistä dimensiota (D), 30 tunnettu siitä, että • I — seurataan kyseistä dimensiota (D) voimavaikutuksen (F1) ohjaamiseksi, jolloin kyseinen elementti (E) on sovitettu .···, toisiin ohjausvälineisiin (1, 5) siten, että kyseinen dimensio 35 (D) muuttuu verrannollisena mainittuun voimavaikutukseen :Λ; (F1). 17 110363

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että dimensiota (D) pidetään ennaltamäätyssä arvossa rullauselimen (C) ja rullausakselin (T1) keskinäistä asemaa ohjaamalla.

14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rullauselimen (C) ja rullausakselin (T1) keskinäistä asemaa ohjataan liikuttamalla rullauselintä (C), rullausakselia (T1) tai näitä molempia.

14 110363

15. Jonkin patenttivaatimuksen 12—14 mukainen menetelmä, tunnet tu siitä, että elementillä (E) vaikutetaan rullauselimeen (C), joka on sovitettu johteen tai vastaavan (9) varassa liikkuvaksi, tai rullausakseliin (T1), joka on sovitettu johteen tai vastaavan (9) varassa liikkuvaksi. » · • ’ * · * * • I « > « * » * » f » * · » · » » · » » * J · ) ( I • I $ » i · • * » » I · » « » * < » · * · t * » * · » » * * » · I t t ' ' * t I * » 18 110363