FI118683B - Menetelmä ja laite paperirainan rullaimessa - Google Patents

Description

118683

Menetelmä ja laite paperirataan rullaimessa 5 Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen menetelmä paperirainan rullaimessa.

\

Keksinnön kohteena on myös patenttivaatimuksen 8 johdanto-osan mukainen laite paperirainan rullaimessa.

10

Tekniikan tason osalta viitataan EP-patenttijulkaistam 0369977, jossa on esitetty menetelmä ja laite paperirainan rullaimessa, jossa rulla muodostetaan rullausakse-lin ympärille ja/tai kantotelojen tai kantohihnojen varaan, ja jossa menetelmässä ja laitteessa käytetään rullaussylinteriä, joka muodostaa rullausnipin tehtävin rullan 15 kanssa. Rullaussylinterin keskiakselin ympärillä pyörivän sylinterivaipan taipumaa säädetään kuormituslaitteella, esimerkiksi hydraulilaitteella, ja taipuman säädön avulla rullausnipin viivapaineen jakaumaa aksiaalisuunnassa hallitaan, esimerkiksi pidetään olennaisesti tasaisena.

• • e a * 20 Tekniikan tason osalta viitataan myös EP-patenttijulkaismm 0912435, jossa on • a ] esitetty menetelmä ja rullain materiaaliradan jatkuvaksi rullaamiseksi. Rullain • e a a aa .* ,* käsittää siirrettävän rullaussylinterin, jolla muodostetaan rullausnippi, ja jossa • a a • a a "Y esitetyssä menetelmässä rullausnipin viivakuormaa säädetään liikkuvalla rullaus- a a a a a a sylinterillä. Viitejulkaisussa esitetyssä järjestelyssä rullaussylinteri liikkuu vaaka- a a *** 25 tasossa tai kulmassa. Rullaussylinterinä käytetään esimerkiksi taipumakompensoi- . tua rullaussylinteriä.

a a a tai a ala a a I a Y Tekniikan tasosta tunnetuissa sovelluksissa käytettäessä rullaimen rullaussylinte- a ' a a a '·!·* rinä taipumakompensoitua rullaussylinteriä on pyritty aikaansaamaan tasai- a a a *···* 30 nen/haluttu nippivoimaprofiili rullaimella ja päästä eroon epäkeskeisen nippi- kuorman aiheuttamista ongelmista. Lisäksi on pyritty ratkaisemaan ongelmia Iät- • la a a a a aee 118683 2 tyen paperin profiiliin poikittaissuunnassa sekä paperirainan mukana kulkevan ilman aiheuttamiin ongelmiin rullan muodostumisessa. Edellä kuvatuilla tekniikan tasosta tunnetuilla ratkaisuilla ei ole kuitenkaan onnistuttu täysin eliminoimaan edellä kuvattuja rullausongelmia. Lisäksi tekniikan tasosta tunnetusti rullaimen 5 yhteydessä ongelmia saattaa aiheutua nippivoimaan esimerkiksi johdekitkojen muutoksista, joita ei voida havaita esimerkiksi hydraulisylinterien painemittauk-sista eikä voima-antureilta.

Tekniikan tasosta tunnetaan myös rullaimia, joissa rullaussylinterin vaipan ulko- 10 pinnalle on sorvattu bombeeraus. Näissä sovelluksissa on kuitenkin ongelmana se, että bombeeraus toimii toivotulla tavalla ainoastaan tietyllä muodostuvan rullan halkaisijalla ja nippikuormatasolla. Yleensä tekniikan tasosta tunnetuilla bombee- rauksilla saavutetaan ideaalinen muodostuvan rullan pohja, mutta suuremmilla rullan halkaisijoilla tekniikan tasosta tunnetut bombeeraukset eivät ole riittävät 15 Muodostuvan rullan halkaisijan kasvaessa tulee bombeerauksen olla sellainen, ettei paperirainan mukana kulkeutuva ilma johdu muodostuvan rullan sisälle ja samalla ilmanpoiston rullan sisältä tulee olla toimiva. Bombeeraus mahdollistaa tekniikan tasosta tunnetuissa ratkaisuissa nipin taipuman kompensoinnin tietyllä . . vakiolla nippikuormalla. Bombeerauksen oikeata arvoa on pyritty selvittämään • · · • · * .* ‘ 20 laskemalla käyttäen hyväksi monen erityyppisiä parametreja, mutta riittävän hy- l ta *. . vää nipin muotoa, esim. suoruutta on erittäin vaikea saada aikaan koko tarvittaval- • · · * · · .* .* le viivakuorma-alueelle rullan halkaisijan muuttuessa.

• * * • · · · · * • « · * · * ‘V..' Esillä olevan keksinnön päämääränä on kehittää rullaussylinteriä siten, että edellä t * 25 kuvatut tekniikan tasosta tunnettujen ratkaisujen epäkohdat ja ongelmat on elimi- . . noitu tai ainakin minimoitu.

• · · • · · ··· · ..

· • · *·* Lisäksi keksinnön eräänä päämääränä on kehittää rullaussylinteriä siten, että sen • * » *·|·* käyttösovellukset ovat tekniikan tasosta tunnettuja ratkaisuja monipuolisempia ja • » *·”* 30 varmatoimisempia.

• · · * · i»· • * ' · *·· 118683 3

Keksinnön eräänä päämääränä on myös aikaansaada taipumasäädettävä rullaussy-linteri, jolla rullaussylinterin bombeeraukseen liittyvät tekniikan tasosta tunnettujen ratkaisujen ongelmat saadaan eliminoitua tai ainakin minimoitua.

5 Edellä esitettyjen myöhemmin esille tulevien päämäärien saavuttamiseksi on keksinnön mukaiselle menetelmälle pääasiallisesti tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.

Keksinnön mukaiselle laitteelle on puolestaan pääasiallisesti tunnusomaista se, 10 mitä on esitetty patenttivaatimuksen 8 tunnusmerkkiosassa.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä ja laitteessa rullaussylinterin keskiakselin ympärillä pyörivän telavaipan taipumaa säädetään vaipan sisäpuolisesti ainakin yhdellä kuormitusvälineellä aikaansaatavalla kuormituksella rullausnipissä vaikut-15 tavan nippivoiman ja/tai nippivoimaprofiilin aikaansaamiseksi samalla kun menetelmässä ja laitteessa rullausnipissä vaikuttavaa nippivoimaa ja/tai nippivoimapro-fiilia säädetään mainitulla rullaussylinterin vaipan sisäpuolisella ainakin yhdellä kuormitusvälineellä. Keksinnön edullisen sovelluksen mukaisesti rullausnipissä , . vaikuttava nippivoima/nippivoimaprofiili myös mitataan mainitulla samalla rul- • · * • · · Λ * 20 laussylinterin vaipan sisäpuolisella kuormitusvälineellä telavaipan sisältä. Mitta- • ·· . ukseen voidaan käyttää myös rullaussylinterin laakeripesien alle sijoitettuja mitta- .* .* usantureita tai paineherkkää mittauskalvoa telan pinnalla. Keksinnön mukaisesti • · ·.

J* V siis taipumasäädettävän rullaussylinterin välityksellä säädetään nippikuormataso, • · · nippikuormaprofUU sekä edullisen sovelluksen mukaisesti saadaan aikaan rullaus-25 sylinterin telavaipan oskillointi samaa/samoja telavaipan sisäpuolisia kuormitus- . välineitä käyttämällä.

• · · · *·· • · • ·

Keksinnön mukaisessa menetelmässä ja laitteessa käytettävä taipumasäädettävä • · "·' rullaussylinteri on erään edullisen sovelluksen mukaisesti toteutettu siten, että • ' · *···* 30 rullaussylinterin telavaippa on liikutettavissa siten, että aikaansaadaan minän os- :/.! killointi tehtävään rullaan nähden ajamalla telavaippaa edestakaisin vinoon ml- • e* • · • m ··· 118683 4 laussylinterin kiinteään keskiakseliin nähden telavaipan sisäpuolelle jäljestettyjen kuormitusvälineiden, esimerkiksi kuormitus- ja vastakenkien, välityksellä. Tai-pumasäädettävän telan vaippaa liikutettaessa raina liikkuu poikkisuunnassa tehtävään rullaan nähden. Näin keksinnön avulla jo pienellä liikkeellä hoitopuolen ja S käyttöpuolen välillä saadaan raina poikkeutettua, millä saavutetaan etuna mm. että rullaussylinterin laakerointi voi olla kiinteä, koska oskillointiliike saadaan aikaan vaipan liikkeellä ja että oskillointi voidaan toteuttaa samalla/samoilla välineel-lä/välineillä kuin rullausnipissä vaikuttavan nippivoiman ja/tai nippivoimaprofiilin säätö.

10

Keksinnön mukaisen menetelmän ja laitteen yhteydessä käytettävän rullaussylinterin vaippa on edullisesti komposiittimateriaalia, esimerkiksi lasikuitua tai hiili-kuitua, jolloin saavutetaan etua valmistuskustannuksissa, koska valmistusprosessi on yksinkertainen ja nopea sekä valmistusraaka-aineet ovat edullisia. Lisäksi rul-15 laimen toiminta on herkempää kuin tekniikan tasosta tunnetuissa rullaimissa, koska komposiittivappainen taipumasäädettävä tela on kevyempi, jolloin siihen vaikuttaa pienempi kitka ja se on herkempi erityisesti käytettäessä pieniä voimia esim. alle lkN/m. Käytettäessä taipumasäädettävän telan vaippamateriaalina , , komposiittimateriaalia saadaan pienillä kuormituspaineilla riittävä vaipan liike • · · il · ' 20 rullausnippiin tarvittavan nippivoiman aikaansaamiseksi.

· » » ·· • * > * t • · ·

Keksinnön erään sovelluksen mukaisesti taipumasäädettävä rullaussylinteri toteu- • · · • · · tetaan siten, että rullaussylinterissä on yksi vyöhyke koko vaipan alueella. Näin • # * ’!!.* voidaan pullistuman (bombeeraus) säädettävyys aikaansaada tekemällä, esim.

• S

25 sorvaamalla sisäpuolelta vaippa valmistuksen yhteydessä koneen poikkisuunnassa . .a paksuusprofiililtaan halutuksi. Keksinnön tämän sovelluksen yhteydessä edulli- • · · [X.] sesti voidaan käyttää tavanomaista ohuempaa vaippaa tai komposiittivaippaa, joi- • · loin voidaan pienellä paineella aikaansaada vaippaan pullistuma (bombeeraus).

• · · *"·* Tällainen sylinteri soveltuu hyvin käytettäväksi rullaimien rullaussylinterisovel- * · *···* 30 lusten lisäksi paperi- ja päällystyskoneiden nippiteloina, esimerkiksi puristimella, :,*·· kalanterilla, päällystysasemien yhteydessä jne. Tämän sovelluksen mukainen sy- e*· • · • · ··· 118683 5 linteri on valmistuskustannuksiltaan edullinen, koska taipumansäädössä ei tarvita erillisiä kuormituskenkiä, Vaan vaipan eri paksuudella saadaan haluttu profiili-muoto paineen funktiona. Vaipan pullistusta säädetään paineen määrää säätämällä, jolloin poikkisuuntainen profiili syntyy vaipan ominaisuuksista eli valmistuk-5 sen yhteydessä määritetyn vaipan paksuusprofiilien mukaiseksi; edullisimmin käytetään ohutta tai komposiittimateriaalista valmistettua vaippaa, johon jo pienellä paineella, esimerkiksi alle 10 bar, saadaan aikaan riittävä pullistuma (bom-beeraus). Näin saadaan aikaan rakenteeltaan yksinkertainen säädettävä rullaussy-linteri/nippitela taipuman ja nipin suoruuden hallinnan kannalta. Tällaista sovel- 10 lusta voidaan erityisen hyvin käyttää uusinnan yhteydessä, jolloin modernisoitavassa kohteessa oleva normaali taipumasäädettävä sylineri korvataan keksinnön mukaisella sylinterillä, jossa sisäpuolisen paineen avulla bombeerataan, esim. paksuudeltaan reuna-alueilta paksumpi, vaippa haluttuun muotoon.

15 Keksinnön mukaisen menetelmän eräässä sovelluksessa käytettäessä keksinnön mukaisesti taipumasäädettävää rullaussylinteriä säädetään rullaimen nippivoima-profiili optimaaliseksi kussakin rullaimen toimintavaiheessa esimerkiksi siten, että päänviennin aikana käytetään suoraa nippivoimaprofiilia ja rullauksen aikana suo-raa tai keskipainoitteista nippivoimaprofiilia.

• S · 20 • a • aa . Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisemmin oheisen piirustuksen • ·* .'V kuvioihin viitaten, joiden yksityiskohtiin keksintöä ei ole kuitenkaan tarkoitus • · · |'V mitenkään ahtaasti rajoittaa.

• · · • aa a »«· • a • · 25 Kuviossa 1 on esitetty kaaviollisesti keksinnön sovellus, jossa rullaussylinterin : vaippaa oskilloidaan.

• a e • aa a ··· • a • « ·’ Kuviossa 2A on esitetty kaaviollisesti keksinnön sovellus, jolla saadaan aikaan • a a rullaussylinterin bombeeraus.

: 30 a ·' a • a * a aa a a a aa a a a a aaa 118683 6

Kuviossa 2B on esitetty kaavallisesti vaipan deformaatio vaipan pituussuunnassa vaipan paksuudesta riippuen eräillä lähtöarvoilla.

Kuviossa 3 on esitetty kaaviollisesti eräs taipumakompensoidun rullaussylinterin 5 sovellus.

Kuvion 1 esittämässä sovelluksessa on kaaviollisesti piirretty rullaussylinteri 10 ja muodostuva rainarulla 11 esim. konerulla. Tosin kuviossa on tilanne rullausnipis-sä N esitetty rullausnippi auki, jotta kuva on selkeämpi. Kuvion mukaisesti rul-10 laussylinterin vaippa 12, joka on liukulaakeroitu vaipan 12 sisäpuolisten kuormitus- ja vastakenkien varaan, saadaan oskilloimaan liikuttamalla vaippaa 12 sen kiinteään keskiakseliin (sieluun) nähden säätämällä kuormitus- ja vastakenkien paikkaa halutusti, jolloin vaippa 12 liikkuu rullaussylinterin 10 keskiakselin ja laakereiden (ei esitetty) pysyessä paikallaan. Rullaussylinteri 10 oskilloi liikemat-13 kalla L esim. ± 20 mm edestakaisin, jolloin konerulla 11 kääntyy vastaavasti, kos ka rullaussylinterin 10 ja muodostuvan konerullan 11 välinen rullausnippi N on kiinni ja voimasäädetty. Tässä tilanteessa rullausnipin N kautta kulkeva raina oskilloi konerullaan nähden, jolloin jo hyvin pienellä oskillointiliikkeellä rullaussy-. . linterin vaipassa saadaan aikaiseksi rainan kulkusuunnan poikkeutus rullausnipis-

• · S

/./ 20 sä haluttuun poikkisuuntaan konerullaan nähden.

* ·· • · e · * e ··

Kuvion 2A mukaisesti rullaussylinteri 10 muodostetaan yksivyöhykkeiseksi siten, • · · "V että sen sisäpuolinen tila 13 on paineistettavissa, mitä osoitetaan nuolella P. Halu- • · « '!!/ tun bombeerauksen B aikaansaamiseksi rullaussylinterin 10 telavaippa 12 valmis- • · 23 tusvaiheessa muodostetaan paksuusprofiilistaan sellaiseksi, että vaipan 12 pullis- • a.( tuma (bombeeraus) B paineistustilanteessa on haluttu. Vaipan 12 seinämän pak- • · < )··/ suus voi vaihdella esim. siten, että vaippa 12 on reuna-alueilta paksumpi ja keski- • · *·* alueelta kapeampi, jolloin saadaan aikaan pullistuma eli bombeeraus B ulospäin • · · *·|·* keskialueella, kuten kuviossa esitetty. Pullistuman muoto määräytyy vaippaan 12 ♦ · *·;·* 30 valmistusvaiheessa tehdyn muodon perusteella vakiomuotoon ja sisäpuolisen tilan 13 painetason perusteella säädettävästi.

*#· • · • · »·· 118683 7

Kuvion 2B mukaisesti vaippa 12 deformoituu vaipan 12 paksuuden ollessa muotoiltu kuviossa 2A esitetyllä tavalla käyrän 21 mukaisesti. Vertailun vuoksi käy-rästössä on esitetty tilanne myös silloin, kun on kysymyksessä tasapaksu vaippa, mitä on merkitty käyrällä 22. Kuvion esimerkissä on X-akselilla vaipan pituus-5 suunta vaipan reunasta vaipan keskikohtaan ja pystyakselilla Y vaipan deformaatio. Kuvion esimerkkikäyrät 21, 22 on kuvattu tilanteessa käytettäessä sisäpuolisena paineena 10 bar painetta.

Kuvion 3 mukaisesti keksinnön yhteydessä käytettävä rullaussylinteri on taipu-10 masäädettävä rullaussylinteri 10, joka käsittää stationäärisen keskiakselin 14, joka voi olla keskiakselinsa ympäri käännettävä. Keskiakselin 14 ympärille on jäljestetty pyörimään telavaippa 12 siten, että keskiakselin 14 ja vaipan 12 väliin jää tila 15. Keskiakseliin 14 tehtyihin sylinteriporauksiin on sovitettu kuormitusmäntien 19 saga, jotka kuormittavat liukukenkiä 17, jotka muodostavat liukupinnan 16 15 vaipan 12 sisäpinnan kanssa. Liukupinnat ovat samalla paineöljyllä voidellut, kuin joilla kuormitusmäntiä 18 kuormitetaan. Kuormitusmännät 19 on yhdistetty öljy-järjestelmään 40. Keksinnön edullisen sovelluksen mukaisesti telavaippa 12 on komposiittimateriaalia, esim. paksuudeltaan 20 - 50 mm, jolloin telavaipan paino on kevyt, koska komposiittimateriaalien tiheys (esim. hiilikuitu n. 1550 kg/m2, 20 lasikuitu 2000 kg/m2) on pieni verrattuna teräksen tiheyteen (n. 7800 kg/m3).

I aa *. . Keksintöä on edellä selostettu vain eräisiin sen edullisiin sovelluksiin viitaten, aaa • aa .* .* joiden yksityiskohtiin keksintöä ei ole kuitenkaan tarkoitus mitenkään ahtaasti

• ♦ S

j*V rajoittaa.

a a J

• a* * a·· • a a a 25 aa a a a • a a aaa a a»a • a a a aaa a a aaa aaa aaa aaa a a a a aaa a aa aaa aaa a- a aaa a a aa aaa

Claims (11)

118683 8

1. Menetelmä paperirainan rullaimessa, jossa rullaimessa rainarulla (11) muodostetaan rullausakselin ympärille ja/tai kantotelojen tai kantohihno- 5 jen varaan, ja jossa menetelmässä käytetään rullaussylinteriä (10), joka muodostaa rullausnipin (N) tehtävän rullan (11) kanssa, joka rullaussylin-teri (10) on taipumasäädettävä rullaussylinteri, jonka rullaussylinterin (10) keskiakselin ympärillä pyörivän telavaipan (12) taipumaa säädetään vaipan (12) sisäpuolisesti ainakin yhdellä kuormitusvälineellä (P; 19) aikaan-10 saatavalla kuormituksella rullausnipissä (N) vaikuttavan nippivoiman ja/tai nippivoimaprofiilin aikaansaamiseksi ja säätämiseksi, tunnettu siitä, että menetelmässä rullaussylinterin (10) telavaippaa (12) liikutetaan mainitulla vaipan (12) sisäpuolisella ainakin yhdellä kuormitusvälineellä siten, että aikaansaadaan rainan oskillointi rullaan (11) nähden siten, että telavaippaa 15 (12) liikutettaessa rullattava raina liikkuu rullausnipissä poikkisuunnassa rullaan (11) nähden.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetel- * * * · · [;"** mässä nippivoimaa ja/tai nippivoimaprofiilia mitataan mainitulla vaipan • · . 20 (12) sisäpuolisella ainakin yhdellä kuormitusvälineellä. • · · • · • · • * « * * • · · Γ'.*

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että • · · • · · "V menetelmässä rullaussylinterin (10) telavaipan (12) bombeeraus (B) saa- • · daan aikaan paineistamalla telavaippa (12) sisäpuolisesti ja telavaippaan . 25 (12) valmistusvaiheessa tehdyn paksuusprofiilin mukaisesti. * · · ··· • •e • e • · ···

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, et- • · · • · · V tä menetelmässä taipumasäädettäväa rullaussylinteriä (10) säädetään nip- • · * ’· ’ pivoimaprofiililtaan optimaaliseksi rullaimen toimintavaiheen mukaan. ··· 3o ··· • · • · ··· 118683 9

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rullauksen alussa suoritettavan rainan päänviennin aikana nippivoimaprofiili säädetään suoraksi.

6. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rullauk sen aikana nippiprofiili säädetään suoraksi ja/tai keskipainotteiseksi.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä rullaussylinterin telavaipan (12) oskillointi saadaan ai- 10 kaan telavaipan kuormitusvälineillä liikuttamalla telavaippaa (12) suhtees sa rullaussylinterin kiinteään keskiakseliin sopivimmin vuorotellen rullaussylinterin eri päissä.

8. Laite paperirainan rullaimessa, jossa rullaimessa rainarulla (11) muodoste- 15 taan rullausakselin ympärille ja/tai kantotelojen tai kantohihnojen varaan, ja joka laite käsittää rullaussylinterin (10), joka muodostaa rullausnipin (N) tehtävän rullan (11) kanssa, joka rullaussylinteri (10) on taipumasää-dettävä rullaussylinteri, jonka keskiakselin ympärille on jäljestetty pyörivä • · * · [;*·* telavaippa (12) ja jonka yhteyteen on jäljestetty ainakin yksi kuormitusvä- • · *t " 20 line (P; 19) rullausnipissä vaikuttavan nippivoiman ja/tai nippivoimapro- • · · / / fiilin aikaansaamiseksi ja säätämiseksi telavaipan (12) taipuman välityk- • · · ;**,· sellä, tunnettu siitä, että rullaussylinterin (10) yhteyteen jäljestetty mai- • · · • · · "*.* nittu ainakin yksi telavaipan (12) sisäpuolinen kuormitusväline on sovitet- • · tu telavaipan (12) liikuttamiseksi siten, että aikaansaadaan rainan oskil-25 lointi siten, että telavaippaa (12) liikutettaessa rullattava raina liikkuu rul- . · · *, lausnipissä (N) poikkisuunnassa tehtävään rullaan (11) nähden.

• · ··· • · • « **]·* 9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen laite, tunnettu siitä, että rullausnipissä • * (N) vaikuttava nippivoima ja/tai nippivoimaprofiili on sovitettu mitatta-30 vaksi mainitulla ainakin yhdellä kuormitusvälineellä. ·*· • · • · #·· 118683 ίο

10. Patenttivaatimuksen 8 tai 9 mukainen laite, tunnettu siitä, että rullausni-pin (N) nippikuorman säätämiseksi telavaippa on bombeerattu siten, että telavaippa on sovitettu sisäpuolisesti paineistettavaksi ja telavaippaan (12) on valmistusvaiheessa tehty paksuusprofiili halutun bombeerauksen mu- 5 kaiseksi.

11. Jonkin patenttivaatimuksen 8-10 mukainen laite, tunnettu siitä, että rul-laussylinterin (10) telavaippa (12) on valmistettu komposiittimateriaalista. 10 • · • · · • « · • · »* • · • ·· • · * · · • ·· • · • · • · · • · · ·· · * · • · · ♦ · · ··· · ··· • * • · «· • · « • · · ·*· ·· • · ♦ ♦ ·*· • · i # · • * · • * ♦ ·· • · • · ·* m Φ ··« ···· ··· • ♦ • · ··· 118683 11