FI119067B - Kalanteri ja menetelmä kuiturainan, erityisesti paperi- tai kartonkirainan kalanteroinnissa - Google Patents

Description

119067

Kalanteri ja menetelmä kuiturainan, erityisesti paperi- tai kartonkirainan kalante-roinnissa 5 Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen kalanteri.

Keksinnön kohteena on myös patenttivaatimuksen 16 johdanto-osan mukainen menetelmä kuiturainan kalanteroinnissa.

10 Tekniikan tasosta tunnetusti kalanteroinnilla tarkoitetaan prosessia, jossa paperi puristetaan kahden tai useamman telan välissä, jolloin paperi mekaanisesta työstä ja lämmöstä johtuen muuttaa muotoaan sekä tason että paksuussuunnassa. Päällystettyjen papereiden osalta kalanterointi voidaan usein jakaa kahteen vaiheeseen, esikalanterointiin ja loppukalanterointiin.

15

Kalanterointimekanismit voidaan jakaa neljään vaikutustapaan : puristumiseen, kopioitumiseen, suuntautumiseen ja siirtymiseen. Sileyden kehittymisen kannalta puristuminen on tärkeintä, puristumiseen vaikuttavina tekijöinä ovat kohtisuora puristusvoima ja koko paperin plastisuus. Siirtymisen merkitys sileyteen sen si- ♦ · ί#*.ί 20 jaan on vähäisempää, siihen vaikuttavat lähinnä tasonsuuntaiset voimat ja pinnan plastisuus. Kiiltoon vaikuttavina tekijöinä ovat kopioituminen, johon vaikuttavat • · : kohtisuorat voimat ja pinnan plastisuus sekä suuntautuminen eli pitkulaisten ja * · : levymäisten osasten asettuminen tasonsuuntaisiksi, johon taasen vaikuttavat koh- ··· ·.#.· tisuorat voimat ja pinnan plastisuus.

25 • * * *·!·* Konekalanterointi on vanhin kalanterointimenetelmistä. Siinä paperia puristetaan • · · • · *·”* kahden tai useamman kovan telan välissä. Esikalanteroinnissa käytettävä 2- • · ·,; · telakonekalanteri koostuu lämmitettävästä termotelasta sekä taipumakompensoi- ·«· dusta kokillivaippaisesta telasta, joilla molemmilla on kaavarit. Ennen nippiä on ·;··· 30 levitystela. Termotelan lämpötila on 80 - 120° ja viivapaine 80 - 100 kN/m *:·*: newsprint-laatua ajettaessa.

2 119067

Softkalanterin ero konekalanteriin verrattuna on siinä, että ainakin toinen nipin muodostavista teloista on pehmeäpintainen. Pääasiallinen vaikutusmekanismi on puristuminen ja kopioituminen. Useimmat softkalanterit ovat on-line paperi- tai päällystyskoneessa. Tennotela on kaavaroitu ja näppiä ennen on levitystela. Ter-5 motelan lämpötila on 100-250° ja viivapaine vaihtelee 50-350 kN/ra.

Monitelakalanterit ovat pehmeänippikalantereita, joissa telalukumäärä on suurempi kuin softkalantereissa, yleisimmin 6-12.Pääasiallinen vaikutusmekanismi superkalanteroinnissa on puristuminen ja kopioituminen, lisäksi hankautumisella 10 on pieni vaikutus. Perinteinen superkalanteri on kalanteri, jossa on 9-17, normaalisti 12 telaa. Ylin ja alin tela ovat taipumakompensoituja kokillipintaisia teloja. Välitelat ovat vuorotellen kokillipintaisia, vesilämmitteisiä termoteloja ja paperi-teloja. Molempien puolien käsittelemiseksi monitelakalanterissa on ns. kääntönip-pi, jossa on kaksi paperitelaa vastakkain. Poikkisuuntaiset viivapaineet vaihtelevat 15 nipistä toiseen telojen erilaisista taipumista johtuen, ja jakaumaan aiheuttavat omat poikkeamansa ns. tappikuormat, telojen päihin vaikuttavat voimat, esim. laakeripesät ja höyrylaatikot. Superkalantereihin kehitettiinkin tappikuormien ke- * . vennyslaitteet, joilla kyettiin myös hieman vaikuttamaan viivakuormajakaumaan • » · * · · * *, ylänipistä alanippiin eli keventämään telaston painoa.

* · · • *· 20 * ♦ , , Superkalanterointi oli pitkään ainoa monitelakalanterointimenetelmä. Softkalante- • · ***/ roimiin kehittyminen liittyi voimakkaasti polymeeripinnoitteiden kehittymiseen ja • · · • · * '**/ vähitellen polymeeripinnoitteisten telojen käyttö alkoi yleistyä myös superkalan- • · *·** tereissa. Vasta 1990-luvun puolivälissä tapahtui muutos; ensimmäiset puhtaasti 25 polymeeriteloihin perustuvat menetelmät; niin kutsuttu polymeerisuperointi (su- • · · ·** · perkalanterointi polymeeripinnoitteisilla teloilla), jolloin saivat alkunsa myös on- • · *···* line-sovellutukset. Kalanterointimekanismina polymeeriteloihin perustuvassa ka- ·· · j ' *· lanteroinnissa voidaan pitää kopiotumista ja puristumista. Pinnoitteen ohuudesta johtuen tasonsuuntaisilla voimilla ei ole vaikutusta kalanterointitulokseen.

30 • * « • · • * • » • · · • *» • · 3 119067

Tekniikan tasosta tunnetaan niin kutsuttu Janus-kalanterikonsepti, joka perustuu täysin polymeeriteloihin. Uusina piirteinä polymeerisuperkalantereihin verrattuna ovat entistä korkeammat lämpötilat, suuremmat viivapaineet ja tavallisesti käännetty telajäijestys eli ylä- ja alatelat ovat polymeeripinnoitettuja taipumakompen-5 soituja teloja. Konsepti sisältää myös kaksirunkoisia vaihtoehtoja. Telastossa ei ole enää karoja, koska polymeeritelojen pinnoitteen paksuus ei vaihtele kuten su-perkalantereiden paperitelojen. Telat on kiinnitetty laakeripesistään, joihin on yhdistetty myös tappikuormien kevennys. Telojen mitoituksessa on erityisesti kiinnitetty huomiota telojen painon minimoimiseksi, jotta viivapaine-ero ylä- ja alanipin 10 välillä saadaan pidettyä mahdollisimman pienenä. Samaan on pyritty myös jakamalla telat kahteen runkoon, jolloin päästään helpompaan toispuolisuuden hallintaan ja matalampaan rakenteeseen, mutta suuremmilla investointi- ja käyttökustannuksilla. Jaetussa stackissä telastojen välillä oleva vapaa vienti aiheuttaa myös radan ylimääräistä kuivumista. Termotelan lämpötila on 150°.

15

Tekniikan tasosta tunnetaan myös niin kutsuttu OptiLoad-kalanteri, joka sisältää kaikki jo edellä mainitut piirteet sekä lisäksi erityisen kuormitusjäijestelmän. Op-tiLoad-kalanterin kaikilla väliteloilla on sama ominaistaipuma, mikä sallii niiden • · · *·*·* täysimääräisen kevennyksen ilman, että poikkisuuntainen viivapaineprofiili siitä • · t *· " 20 kärsii. OptiLoadin tasataipumatelat takaavat tasaisen viivapaineprofiilin ja mah- * * dollisuuden koko telan painon kompensointiin. Telojen painon täydellinen kom- • · • ·

Mi pensointi merkitsee sitä, että kaikissa nipeissä voidaan käyttää samaa viivapainet* • · • · · M : ta. Kevennyksen määrällä voidaan myös vaikuttaa ylä- ja alanipin väliseen viiva- »·· • · paine-eroon ja täten esim. toispuoleisuuteen. Kuormitussysteemi tuo mukanaan 25 selvästi laajimman kalanterointi-ikkunan verrattuna kaikkiin muihin kalanteroin- • * • · ♦ ί.ϊ ί timenetelmiin

• M

• a • · ·»·

Kalanterointimekanismina pitkään nippiin perustuvassa kalanteroinnissa voidaan pitää kopiotumista ja suuntautumista. Pinnoitteen alhaisesta kimmokertoimesta ;·/, 30 johtuen puristuminen on erittäin vähäistä. Eräs tekniikan tasosta tunnettu pit- • ♦ • · ; känippikonsepti on hakijan tavaramerkillä OptiDwell markkinoima kalanterointi- • ·♦ • · 4 119067 konsepti. Se koostuu kahdesta eri pitkänippikalanterista: OptiDwell Shoe™-kalanterista, joka pemstuu kenkäpuristintekniikkaan ja OptiDwell Belt™-kalanterista, joka perustuu tela/hihnatekniikkaan. Kenkäkalanterikonseptissa hyödynnetään puristin- osalta tunnettua kenkäpuristintekniikkaa. Kenkätelana on ns.

5 SYMBELT™-tela. Kenkätela koostuu kengästä, kuormituselementeistä, voitelu-öljyjäijestelmästä ja hihnasta. Kenkätelassa hihnan vaihto on kehitetty yksinkertaiseksi; telaa ei tarvitse ottaa ulos koneesta. Teimotela on softkalantereista tunnettua tekniikkaa. Se voi olla vesi-, höyry-, öljy- tai induktiolämmitteinen tela.

10 Nipin leveyden määrittää kengän leveys. Kengän pituus voi olla jopa 275 mm. Kenkänippi mahdollistaa nippileveyden vakioimisen kuormituksesta, telahal-kaisijoista ja hihnan ominaisuuksista riippumatta. Tämä mahdollistaa kalanteroin-nissa tärkeiden muuttujien viipymäajan ja nippipaineen optimoimiin täysin toisistaan riippumatta.

15

Hihnakalanteri koostuu normaalista softkalanterin termotelasta, hihnakierrosta ja vastatelasta, joka voi olla joko kova- tai pehmeätela. Hihna kiertää vastatelan ja . , ohjaus/kiristystelojen kautta. Hihnakierron yksinkertainen rakenne mahdollistaa » · i ‘ myös vanhojen kone- ja softkalantereiden modernisoinnin hihnakalantereiksi.

! 20 Ilman hihnaa kalanteria voidaan käyttää tavallisena kone- tai softkalanterina vas- ····· • · . . tatelasta riippuen.

• · » » » i • m · • · • · · * · ·

Hihnakalanteroinnissa nippiaika (nipin pituus) ja nippipaine riippuvat viivakuor- • · * « *·· mituksesta ja hihnan kimmokertoimesta (kovuudesta) kuten myös softkalante- . 25 roinnissa. Hihnakalanterissa nipin pituus vaihtelee n. 10 - 40 mm ja nippipaine 5 - * * · *” * 20 MPa. Softkalanterissa vastaavat arvot ovat n. 5- 15 mm ja 5-50 MPa pinnoit- * *· teestä ja viivakuormituksesta riippuen.

·· · • · · • · • ♦ ··· *..φί Metallihihnakalanterissa nippi muodostuu metallihihnan ja telan välille. Kalante- 30 riin kuuluu ohjaus- ja/tai hihnan kiristysteloja, joiden ympäri kiertäväksi on jär- • · * : jestetty metallihihna. Nipin pituus määräytyy ohjaustelojen sijoittelun ja/tai vasta- • ·· • · 5 119067 telan muotoilun avulla, samalla nippin kohdistetaan kontaktipaine, jota voidaan säätää 0 Mpa - n. 70 Mpa. Nipin pituus voi olla 10 mm - 3000 mm ja lämpötila nipissä n. 50° - 400° sekä metallihihnan paksuus 0,1-3 mm.

5 Kuiturainoissa paperin ja kartongin välinen raja on liukuva ja ne voidaan jakaa neliöpainon mukaan kahteen luokkaan: papereihin, jotka ovat yksikerroksisia ja neliömassa 25 - 300 g/m2 ja kartonkeihin, jotka on valmistettu monikerrosteknii-kalla ja neliömassa 150 - 600 g/m2. Kuten huomataan on paperin ja kartongin välinen raja liukuva sillä neliöpainoltaan kevyimmät kartongit ovat kevyempiä 10 kuin painavimmat paperit. Yleensä paperia käytetään painamiseen ja kartonkia pakkaamiseen.

Seuraavat esitetyt kuvaukset ovat esimerkkejä nykyisin käytössä olevista kuitu-rainojen arvoista ja niissä saattaa esiintyä huomattavia vaihteluja annetuista ar- 15 voista.

Mekaanisesta massasta tehtyjä eli puupitoisia painopapereita ovat sanomalehti-, . , päällystämätön aikakausipaperi ja päällystetty aikakauslehtipaperi.

• Φ • · · • · • · • · · * ·· ’ * 20 Sanomalehtipaperi (newsprint) koostuu joko kokonaan mekaanisesta massasta tai , t se voi sisältää vähän valkaistua havupuusellua (0 - 15%) ja/tai kiertokuidulla voi- • · · ;**t* daan korvata mekaanista massaa. Yleisiä arvoja sanomalehtipaperille voitaneen φ · · ' pitää seuraavia: neliöpaino 40 - 48.8 g/m2, tuhkapitoisuus 0 - 20%, PPS S10- t « *·** karheus 3.0 - 4.5 pm, Brendtsen-karheus 100 - 200 ml/min, tiheys 600 - 750 25 kg/m3, vaaleus 57 - 63 % ja opasiteetti 90 - 96%.

• · » • · · • · · ♦ ··« * *·»·* Päällystämättömässä aikakausilehtipaperissa (SC = supercalendered) on yleensä ί **: mekaanista massaa 50 - 70 % , valkaistua havupuusellua 10 - 25% ja täyteaineita ;***; 15 - 30%. Tyypillisiä arvoja kalanteroidulle SC paperille ( sisältäen mm. SC-C, 30 SC-B ja SC-A/A+) ovat neliöpaino 40 - 60 g/m2, tuhkapitoisuus 0 -35%, Hunter- • Φ Φ φ φ t φ Φ Φ * ·· Φ Φ 6 119067 kiilto <20 - 50%, PPS S10-karheus 1.0 - 2.5 μιη, tiheys 700 - 1250 kg/m3, vaaleus 62 - 70% ja opasiteetti 90 - 95%.

Päällystetty aikakausilehtipaperi (LWC = light weight coated) sisältää mekaanista 5 massaa 40 - 60%, valkaistua havupuusellua 25 - 40% ja täyte- ja päällystysaineita 20 - 35%. Yleisiä arvoja LWC-paperille voidaan pitää seuraavia: neliöpaino 40 -70 g/m2, Hunter-kiilto 50 - 65%, PPS S10-karheus 0.8 - 1.5 pm (offset) ja 0.6 -1.0 pm (roto), tiheys 1100 - 1250 kg/m3, vaaleus 70 - 75% ja opasiteetti 89 -94%.

10

Yleisiä arvoja MFOpaperille (machine finished coated) voidaan pitää seuraavia: neliöpaino 50 - 70 g/m2, Hunter-kiilto 25 - 70%, PPS S10-karheus 2.2 - 2.8 pm, tiheys 900 - 950 kg/m3, vaaleus 70 - 75% ja opasiteetti 91 - 95%.

15 Yleisiä arvoja FCO-paperille (film coated offset) voidaan pitää seuraavia: neliö-paino 40 - 70 g/m2, Hunter-kiilto 45 - 55%, PPS S10-karheus 1.5 - 2.0 pm, tiheys 1000 - 1050 kg/m3, vaaleus 70 - 75% ja opasiteetti 91 - 95%.

• » • ♦ · • · # * *, Yleisiä arvoja MWC-paperille (medium weight coated) voidaan pitää seuraavia: • · · * * 20 neliöpaino 70 - 90 g/m2, Hunter-kiilto 65 - 75%, PPS S10-karheus 0.6 - 1.0 pm, , . tiheys 1150 - 1250 kg/m3, vaaleus 70 - 75% ja opasiteetti 89 - 94%.

* · · • · t • · · · • · • · φ *“t* HWC:lla (heavy weight coated) on neliöpaino 100 - 135 g/m2 ja se voidaan jopa • · • * * * useammin kuin kaksi kertaa.

25 * ♦ * * * ••j : Sellusta tehdystä puuvapaita painopapereita eli hienopapereita ovat päällystämät- • · *···* tömat - ja päällystetyt sellupohjaiset painopaperit, joissa mekaanisen massan • i · i * : osuus on alle 10%.

• · « * · • · • · ·»» ;·)·, 30 Päällystämättömissä sellupohjaisissa painopapereissa (WFU) on valkaistua koivu- • · ; sellua 55 - 80%, valkaistua havupuusellua 0 - 30% ja täyteaineita 10 - 30%.

• M

• ♦ 7 119067 WFU:lla vaihtelevat arvot suuresti neliöpaino 50 - 90 g/m2 (jopa 240g/m2), Bendtsen-karheus 250 - 400 ml/min, vaaleus 86 - 92% ja opasiteetti 83 - 98%.

Päällystetyissä sellupohjaisissa painopapereissa (WFC) päällystemäärät vaihtele-5 vat suuresti vaatimusten ja käyttötarkoituksen mukaan. Seuraavassa tyypillisiä arvoja yhteen ja kahteen kertaan päällystetylle sellupohjaiselle painopaperille: yhteen kertaan päällystetty neliöpaino 90 g/m2, Hunter-kiilto 65 - 80%, PPS S10-karheus 0.75 - 2.2 pm, vaaleus 80 - 88% ja opasiteetti 91 - 94% ja kahteen kertaan päällystetylle neliöpaino 130 g/m2, Hunter-kiilto 70 - 80%, PPS S10-karheus 10 0.65 - 0.95 pm, vaaleus 83 - 90% ja opasiteetti 95 - 97%.

Irrokepapereilla (Release paper) neliöpaino vaihtelee alueella 25-150 g/m2.

Muita hienopapereita ovat mm. pakkauspaperit (Sackkraft), pehmopaperit (Tis-15 sue) ja tapettipaperit (Wallpaper).

Kartongin valmistuksessa käytetään sellua, mekaanista massaa ja/tai uusiomas- . . saa. Kartongit voidaan jakaa mm. seuraaviin pääryhmiin käyttötarkoituksensa • · « ! *. mukaan. Aaltopahvi, jossa pintakerros (laineri) sekä aallotuskartonki (fluting); • « * • *· * ^ 20 kotelokartonki, josta valmistetaan koteloita, rasioita mm. nestepakkauskartongit • · Ä # (FBB, WLC, SBS); graafiset kartongit mm. kortit, mapit, kansiot, suojukset, kan- * · · • * · ***/ net; tapettikartongit (Wallpaper base).

• * · • · · ·»· ··· '**’ Tekniikan tasosta tunnetaan vyöhykesäädettäviä teloja, jotka käsittävät kiinteän 25 keskiakselin ja sen ympärillä pyörivän vaipan, jota tuetaan hydraulisilla kuormi- • · ♦ ••j * tuselementeillä, jotka on upotettu keskiakseliin porattuihin reikiin. Kalanterointi- • · *···* sovelluksissa käytettävissä vyöhykesäädettävissä teloissa vaippa on yleensä joko • valurautaa tai polymeeripinnoitteista valurautaa. Vaippa pyörii laakereiden tuke- : : mana, jotka laakerit voivat kiinnittää vaipan ja akselin aseman toisiinsa, tai vaippa :V. 30 voi olla itse kuormittuva, jolloin vaippa voi vapaasti liikkua nippisuunnassa. Eräs • · · .·, · tällainen tekniikan tasosta tunnettu vyöhykesäädettävä tela on hakijan tavaramer- • ♦♦ • « 8 119067 kiliä SymZ markkinoima vyöhykesäädettävä tela, jossa käytetään pääasiassa hydrostaattisia laakereita, joihin on sovitettu mäntä, ja jossa on yksi öljynpainekyt-kentäelementti. Tässä sovelluksessa kuormituspaine aikaansaa myös hydrostaattisen laakeroinnin voitelun. Eräissä sovelluksissa vyöhykesäädettävien telojen yh-5 teydessä käytetään itse kuormittuvia teloja, jolloin ulkoiset kuormitussylinterit jätetään pois ja konstruktio on näin yksinkertaisempi. Tällaisissa teloissa laakerointi asennetaan kuormitusrenkaalla, joka voi liikkua vapaasti nippisuunnassa, ja kuormituselementit sijaitsevat siirrettävän renkaan ja paikallaan pysyvän akselin välissä. Tekniikan tasosta tunnetaan myös vyöhykesäädettäviä vastaavia teloja, 10 jotka on jäljestetty siten, että niiden kuormitus on profiloiva rainan kulkusuuntaan nähden poikittaisessa suunnassa, eli niin kutsuttuja taipumakompensoituja teloja, joissa erona tavanomaisiin vyöhykesäädettäviin teloihin nähden on se, että kukin kuormituselementti on yksittäin ohjattavissa, jolloin ne on varustettu omalla öl-jynsyöttöjäijestelmällä.

15

Tekniikan tason osalta voidaan viitata myös EP-patenttijulkaisuun 698684, jossa on kuvattu kenkäkuormitettu taipumakompensoitu tela, joka käsittä stationäärisen telan akselin, jonka päälle on jäljestetty pyörivästi putkimainen telavaippa, joka » · « *·*·* on päistään laakeroitu telan akselille päätylaakereiden avulla. Tässä julkaisussa • · · *♦ '1 20 kuvatun taipumakompensoidun telan telavaippa on muodostettu kuitulujitteisesta komposiittimateriaalista, jolloin telavaipan kehänsuuntainen muotopysyvyys on • · · ··'· · hyvä ja akselisuuntainen jäykkyys on pieni, ja telavaipan ja akselin väliin on jär- • ♦ ♦ · · ί·! : jestetty nippitasossa telavaipan sisäpintaan vaikuttavat ja telan akseliin tuetut hyd- « ·· • · *·..* raulisella paineväliaineella kuormitetut hydrauliset kuormituskengät, joihin johde- 25 tun paineväliaineen painetta säätämällä on nippipaine telan akselin suunnassa pro- • ♦ ί*ϊ : filoitavissa.

• · « * *«* ·’·*: Tekniikan tasosta tunnetusti on paperin paksuusvaihtelua säädetty kalanteroinnin • · ;***; yhteydessä yleensä hitailla toimilaitteilla, jolloin ei ole ollut mahdollisuutta vai- • · * 30 kuttaa paperin konesuuntaisen vaihtelun eliminointiin muulla tavoin kuin valmis- • * *. *. tamalla käytettävät telat niin jykeviksi kuin mahdollista. Tämä on tekniikan tasos- • * 9 119067 ta tunnetuissa ratkaisuissa johtanut siihen, että telojen laadusta riippuen paksuus-vaihtelu rainassa on muuttunut riippuen siitä, miten hyvin telojen valmistuksessa on onnistuttuja miten teloja on käsitelty niiden käyttöaikana.

5 Tekniikan tasosta tunnetuilla niin kutsutuilla moderneilla kalantereilla, joissa koneen poikkisuuntainen säätö on toteutettu taipumakompensoidulla telalla, on säädön nopeus sellainen, että se mahdollistaa telan paineiden säätämisen aktiivisesti, jopa telan pyörimistaajuudella tai jopa korkeammallakin taajuudella. Eräänä epäkohtana näissä tunnetuissa ratkaisuissa on kuitenkin ollut se, että käytetyn vaipan 10 suuri massa aiheuttaa merkittävän dynaamisen viiveen ja toimilaite vaatii suuren tehon.

Eräänä ongelmana tekniikan tasosta tunnetuissa monitelakalantereissa eli kalante-reissa, joissa kalanterin telasto tai telastot muodostuvat useista tavallisimmin pi-15 noksi jäijestelyistä teloista, jolloin kalanterissa on useita päällekkäisiä kalante-roimisnippejä ainakin yhdessä telapinossa, on liittynyt siihen, että tietyissä tilanteissa tarvitaan kalanterissa ajotapaa, jossa vain telapinon ylin ja alin kalante- . . roimisnippi ovat kiinni. Tätä ajotapaa kutsutaan niin kutsutuksi matta-ajotavaksi.

• · * • · ® I *. Tämä ajotapa ei kuitenkaan sovellu kaikentyyppisille monitelakalantereille, koska • · · * * 20 käytettyjen nippien tulee olla ainakin keskenään erilliskäytetyt ja vastatelan tai- • · ...

φ φ puma verrattuna taipumakompensoidun telan taipumaan on ollut liian suun* • · · • · · • M · • * • · ·",* Tekniikan tasosta tunnetuissa monitelakalantereissa eräänä ongelmana on myös • ♦ ’···* saattanut olla myös se, että telaston kuormituksessa sovelluksissa, joissa nippi- 25 kuorma on toteutettu alanostosylintereillä aiheutuvat suuret kitkat alatelan johtei- • · · **| ϊ siin sekä välitelojen niveliin, jolloin nippien viivakuormajakautumat ovat olleet • · *···* vaikeasti hallittavissa, joten rainan profiilit eivät ole aina saavuttaneet toivottua • · · ϊ * : tasoa.

• · • * · • « • · • · · • V, 30 Toisaalta eräänä ongelmana kalanteroinnissa on ollut taipumakompensoidun telan • · ; profilointikyvyn heikkoudet erityisesti rainan reuna-alueilla. Huono rainan profiili • · · * f ίο 119067 poikkisuunnassa aiheuttaa hylkyä sekä ajettavuusongelmia kalanterm jälkeisillä toimilaitteilla, kuten rullaimella ja pituusleikkurilla. Eräänä ongelmana rainan reuna-alueiden hallinnassa on ollut se, että raina ei yleensä ole poikkisuunnassa tasaista tullessaan kalanteria edeltävältä paperinjalostusvaiheelta, vaan reuna-5 alueet ovat olleet paksumpia tai kuivempia.

Eräänä ongelmana kalanteroinnin yhteydessä on ollut se, että kalanteroitaessa eri levyisiä rainoja on esimerkiksi soft-kalantereilla jouduttu jäähdyttämään soft-kalanterin soft-telan pintaa, jottei se vaurioidu, kun raina on ollut telaleveyttä ka-10 peampi, koska tällaisessa tilanteessa kuuma termotela kuumentaa soft-telan pintaa liikaa niiltä alueilta, joille raina ei ulotu.

Eräänä ongelmana tekniikan tasosta tunnetuissa monitelakalantereissa on myös niiden korkea hinta, koska kun monitelakalanteri on esimerkiksi varustettu 6-12 15 telalla ja kalenterin telastossa on tavallisesti käytetty kolmea eri telatyyppiä: tai- pumakompensoidut telat ylä- ja alateloina, termoteloja ja polymeeriteloja välite- loina, joten teloja on tarvittu useita erilaisia ja siten niille on tarvittu myös monta . . erilaista varatelaa.

• · · • · · • * • · • · · * »· * * 20 Kalanterissa on rainan paksuusvaihteluista johtuva epätasainen kuorma saattanut • · . . rikkoa telan pinnan. Esimerkiksi yhden mikrometrin heitto rainan paksuudessa • · * • · « "V aiheuttaa 5 kN (0,5 MPa:n) kuorman. Jos paperi jää pyörimään telan ympärille • * * syntyy jopa 50 pm heitto paksuusprofiiliin, mikä on johtanut telan vaurioitumi- • » *** seen, jolloin on jouduttu vaihtamaan tela tai kunnostamaan pinnoite. Tästä johtu- . . 25 neet kustannukset ovat saattaneet olla suuria, koska esimerkiksi online-kalanterin • * # · seisokki aiheuttaa koko linjan seisokin, jonka kustannukset nousevat helposti jopa « · * · ”' 200 000 euroon vuorokaudessa.

• · * • · · • « • · ··· !fiji Eräänä ongelmana tekniikan tasosta tunnettujen super-kalanterien yhteydessä on 30 ollut se, että paperikoneiden ajonopeuksien noustessa super-kalanteri on usein * · .·. : muodostunut prosessin pullonkaulaksi, joka joko on jarruttanut nopeutta tai ei ole « *· u 119067 liian suurella nopeudella saavuttanut haluttua laatua. Tästä johtuen on pyritty lisäämään paperikoneen nopeutta modernisoimalla kalanteria ja tekemällä siihen prosessiparannuksia ja samalla on pyritty myös lisäämään lopputuotteen laatua. Toisaalta paperikoneiden suuri nopeus on saattanut myös aiheuttaa sen, että kalan-5 teri tärisee ja näin vaurioittaa super-kalanterissa käytettävien pehmeiden telojen pintaa, jolloin telan vaihdot ovat lisääntyneet, mikä on laskenut kalanterin kapasiteettia ja luonnollisesti lisännyt telojen huoltokustannuksia.

Eräänä ongelmana kalanteroinnin yhteydessä on nippivärähtely eli niin kutsuttu 10 barring-ilmiö, mikä aiheuttaa kalantereissa telojen pintojen kulumista ja rajoittaa joskus kalanterin ajonopeutta sekä aiheuttaa meluhaittoja. Eräänä keinona tämän ongelman ratkaisemiseksi on ollut muuttaa telojen välisen kontaktin suhteellista asemaa. Eli on liikutettu esimerkiksi kalanterin välitelaa vaakasuunnassa siten, että telojen keskinäinen kosketuspiste muuttuu tärinän aallonpituuden suhteen 15 merkittävästi eri kohtaan. Tämä on kuitenkin hankalaa, koska taipumakompensoi-tujen telojen yhteydessä telan liikuttelumekanismi tulee raskaaksi ja kalliiksi ja lisäksi se saattaa heikentää telan tuennan jäykkyyttä ja aiheuttaa siten lisävärähte-lyä.

• · • · · • · » • 1 20 Keksinnön päämääränä on saada aikaan kalanteri ja menetelmä kuiturainan kalan- *"1: teroimiseksi, joita käytettäessä edellä kuvatut tekniikan tasosta tunnetut epäkohdat * · ·,; · ja haittatekijät eliminoituvat tai ainakin minimoituvat.

• · • 1 · • · · ··· 1 ···

Edellä esitettyjen ja myöhemmin esille tulevien päämäärien saavuttamiseksi on 25 keksinnön mukaiselle kalanterille on pääasiallisesti tunnusomaista se, mitä on • · ♦ *·ί·1 esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.

·»» • · • · ··♦ • · •m\ ; Keksinnön mukaiselle menetelmälle on puolestaan pääasiallisesti tunnusomaista ··· se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 16 tunnusmerkkiosassa.

30 ♦ · · 12 119067

Keksintö soveltuu moniin erityyppisiin kalantereihin, kuten soft-kalantereissa, monitelakalantereihin sekä yksi- ja kaksitelastoisiin monitelakalantereihin, joissa on tavallisesti ainakin kaksi kalanteroimisnippiä per telasto. Lisäksi keksintö soveltuu käytettäväksi myös metallihihnakalantereiden yhteydessä. Keksintö sovel-5 tuu kaikille eri paperi- ja kartonkilaaduille. Keksintö soveltuu erityisesti nopeus-alueelle 400-3500 m/min. Keksintöä voidaan soveltaa yleisesti kalanteroinnissa tunnetuissa molemmissa filosofioissa, eli siinä, että kalanterilla toteutetaan tasainen käsittely, jolloin rainan profilointi on aikaansaatu perälaatikolla. Toisaalta keksintö soveltuu myös rainan profilointiin kalanterilla, mikä tosin edellyttää 10 hieman monimutkaisemman ohjauksen, mutta keksinnön mukaisesti kalanteroita-essa mahdollistuu profilointi jopa perälaatikkotarkkuudella.

Keksinnön mukaisesti komposiittivaippainen tela pystyy seuraamaan ulkopinnallaan vastatelan muotoa, jolloin komposiittivaippaisella telalla on sallitun taipuman 15 suhde telan pituuteen suurempi kuin 0,20 mm/m. Keksinnön mukaisesti kompo-siittitelan vaipan paino vaihtelee halkaisijan ja pituuden mukaan; komposiittitelan vaipan paino on noin 200-1000 kg ja telan telarungon paino on noin 2000-40000 . # kg, jolloin vaipan painon suhde telarungon painoon vaihtelee välillä noin 1/10 — 1/40(0,1-0,025).

• · « '* 20 *

Keksinnön mukaisesti voidaan kalanterissa käyttää taivutettua telaa, jolloin telan • · · *·· · telavaippa on taipuisa, jolloin telaa voidaan taivuttaa profiloivalla puolella vastaa- • » t · vien kenkien pienemmällä paineella ja jos valmistettavan rainan leveys on vakio, • * *···* voidaan kuormituskenkäjako valita sen mukaisesti. Tällöin telan päissä tietyllä 25 etäisyydellä ovat ainakin yhdet välineet taivutuksen toteuttamiseksi. Välineet on • * ί.ϊ i edullisesti sijoitettu profilointielimien vastapuolelle. Taivutusvälineitä voi olla *...* useampiakin tietyssä kulmassa toisiinsa nähden, esimerkiksi 30° kulmassa. Kek- sintö mahdollistaa näin telan reuna-alueen suojaamisen valmistettaessa telan pi- • · ;***; tuutia kapeampaa rainaa, koska telan ja sen vastatelan väliin voidaan tehdä reuna- ·«· •Λ 30 alueille halutun suuruinen välys, jolloin kalanteroimisnipin telat eivät kosketa ♦ « toisiaan reuna-alueilla eikä kuuma termotela siten vaurioita pehmeän telan pinnoi- • · t * • ·* • * 13 119067 tetta, jolloin voidaan ajaa vaihtelevia rainaleveyksiä säätämällä välys ajettavan rainaleveyden edellyttämälle telan pituussuuntaiselle alueelle reunoille.

Keksinnöllä saavutetaan etuna myös se, että rainan reuna-alueilla esiintyneet on-5 gelmat on saatu ratkaistua, koska kuormituspaine voidaan välittää kengissä siten, että saadaan aikaan haluttu kuormitus, jolloin esimerkiksi telan laakereiden kannatuksesta johtuvat ongelmat voidaan ratkaista kuormittamalla reuna-alueiden kenkiä siten, että laakereiden kannatuksesta johtuneet kuormituserot saadaan kompensoitua.

10

Keksintö mahdollistaa kalanteroinnin profiloinnin rainan poikkisuunnassa tai täysin saman kuormituksen koko rainan poikkisuunnassa. Käytettäessä kalenterissa telana komposiittivaippaista vyöhyketelaa voidaan komposiittivaippaa kuormittaa telan pituussuunnassa kullakin kuormituskengällä halutulla paineella siten, että 15 saadaan aikaan haluttu kuormitusprofiili. Tällöin saadaan myös parempi rainan paksuusprofiili kun poikkisuuntainen paksuusvaihtelu pienentyy. Näin hylky vähenee jopa 30 - 50% rullien laadun ollessa tasaisempi rainan laatuvaihteluiden , . tasoittuessa.

• · « I · 1 * « * ♦ • · *· 1J 20 Keksinnössä rainan poikkisuunnassa profiloitavalla kalanterointikuormituksella parannetaan myös vastaantulevan nippitelan pehmeän pinnoitteen kestämistä, • 1 · ·1· 1 koska profiloinnin välityksellä voidaan poistaa sekä kalanterin virheitä että rainas- • · 1 · ··· 1 sa mahdollisesti esiintyneitä virheitä.

• · • · 1 25 Keksinnön erään edullisen sovelluksen mukaisesti rainan konesuuntaisen pak- • 1 • · · ϊ·ί : suusvaihtelun eliminointi saadaan aikaan säätämällä kalanterin telan kuonmtus- **· paineita aktiivisesti rainan paksuusprofiilimittausten perusteella. Rainan paksuus- ·"·1. profiili mitataan esimerkiksi liikkuvalla anturilla, jolloin mittauksessa on mukana • · 1" · myös konesuuntaista komponenttia ja tämä konesuuntainen komponentti erotetaan * · · 30 mittaustiedosta tahdistuksella ja käsittelemällä signaalia. Näin konesuuntaisen * 1 *. 1, paksuusvaihtelutiedon perusteella voidaan keksinnön mukaisen vyöhyketelan • · · • · · • f 14 119067 kuormituksen säätöön moduloida sopivalla amplitudilla ja sopivassa vaiheessa esimerkiksi siniaaltoa, joka on vastakkaisvaiheessa paksuusvaihtelun kanssa. Tämä modulointi voidaan toteuttaa joko telan kuormituskenkien venttiilikohtaisesti tai ajamalla sama aalto kaikkiin venttiileihin.

5

Keksinnön eräässä edullisessa sovelluksessa käytetään telaa, joka on varustettu kahdella eri toimintatavalla sekä kiinteällä että liikkuvalla, jolloin telan vaippa on joko kiinteä tai liikkuva. Tällöin voidaan käyttää kevyempiä teloja, jolloin kitkavoimat ovat pienemmät. Lisäksi profilointitulos ja samalla laatu paranee, jolloin 10 saavutetaan kustannussäästöjä. Tällöin kalenteria voidaan ajaa koko telasto kiinni, kun alapositioon sijoitettu keksinnön mukainen vyöhyketela on kiinteässä moodissa, eli sen vaippa ei liiku, ja yläposition vyöhyketela on liikkuvassa moodissa. Kiinteässä muodossa voidaan laakerivoimat mitata liukulaakereiden paineista.

Tässä sovelluksessa kalanteroimisnipit suljetaan alanostosylinteriä nostamalla 15 ylöspäin niin kauan kuin jokainen nippi sulkeutuu alhaalta ylöspäin. Alanos-tosylintereiden liike lopetetaan mekaanista vastetta vasten, jolloin ylävyöhykete-lan vaippa on noussut jonkin matkaa ylöspäin, ja kun näin on saatu nipit kiinni, . , kuormitetaan nipit paineistamalla ylä- ja alavyöhyketelojen vyöhykkeet haluttua • · * f · · ‘ *, viivakuormaa vastaaviin paineisiin. Alanipin viivakuorman oikea taso on hallitta- • · · • · · * * 20 vissa alatelan laakeripaineiden mittauksen avulla, jolloin vyöhyketelan vyöhyke- • i , , paineita säätämällä muutetaan mitattu laakeripaine vastaamaan laskennallisia ar- • · * voja. Tämä sovellus mahdollistaa myös osanippiajon, esimerkiksi matta-ajotavan, • · · • · t ***/ jollom ylä- ja alanipin kuormitus tapahtuu samalla tavalla kuin sinänsä tekniikan • · ** tasosta tunnetusti voidaan toteuttaa, eli käytetään liikkuvalla vaipalla varustettua 25 vyöhyketelaa kiinteätä vastatelaa vasten.

• · « • · · • · · « *·· • · '···' Seuraavassa käsitellään vielä yhteenvedonomaisesti eräitä etuja, joita saavutetaan • · · • *#! keksinnön välityksellä. Keksinnön yhteydessä komposiittivaippaisen vyöhykete- • · · lan käyttö kalanterin telana vähentää hylkyä, koska komposiittivaippaisella vyö- ; V. 30 hyketelalla kalanteroitaessa paperin paksuusprofiili tulee paremmaksi kuin perin- • «* ,·, · teisillä teloilla, erityisesti reuna-alueen hallinta on parempi, jolloin rainasta ei tar- • M • « 15 119067 vitse kalanterin jälkeen leikata reunanauhaa pois tai ainakin Ieikkausleveyttä voidaan pienentää. Parhaimmillaan saadaan reunarullat myytäväksi paperiksi. Keksinnöllä saavutettava rainan parempi paksuusprofiili lisäksi poistaa/vähentää paperin vanaisuudesta ja rullauksessa muodostuvien rynkkyjen aiheuttamaa hylkyä.

5

Keksinnön yhteydessä käytettävän komposiittivaippaisen vyöhyketelan kompo-siittivaipan joustavuuden vuoksi katkojen ja seisokkien jälkeen päästään nopeammin tuotantoon, koska lämpötilasta johtuvia muotovirheitä ei ole ja telan läm-pötilaprofiili stabiloituu nopeammin. Telan paremman profilointikyvyn vuoksi 10 telan hionta väliä voidaan pidentää, jolloin kalanterin hyötysuhde nousee, koska telan vaihtoihin käytetty aika vähenee. Keksinnössä komposiittivaippaisella vyö-hyketelalla varustetun kalanteroimisnipin paikallisen ylikuormituksen kesto on parempi kuin perinteisillä teloilla, koska vaippa joustaa paikallisen paksumman kohdan säilyttäen paikallisen vakio nippipaineen , jolloin pinnoite ei vaurioidu tai 15 kulu, joten saavutetaan pidempi hiontaväli ja parempi toimintavarmuus telalle. Keksinnön välityksellä mahdollistuvalla paremmalla profiloinnilla voidaan koijata paremmin vastatelan virheitä ja pidentää myös vastatelan hiontavälejä. Lisäksi . . komposiittivaipan värähtelyn vaimennusominaisuudet on paremmat kuin valu-

• · I

l *. rautaisella vaipalla, jolloin kehäsuuntaisten värähtelyjen kehittyminen on pienem- • *·· I 20 pää, jolloin barringin esiintymisriski pienenee. Värähtelyt ja vaimennus vaipan ja . , pinnoitteen välillä on keksinnön mukaisessa telassa parempi kuin valutelan ja pin- • · · !",* noitteen kanssa.

• * · • · · ♦ ·· · ♦ ♦♦ • · • · *** Edellä kuvatuilla eduilla saavutetaan etua tuotannossa joko parantamalla koneen , . 25 aikahyötysuhdetta (vähemmän seisokkeja) tai parantamalla tuotantohyötysuhdetta • * · *’*.* (enemmän myytävää paperia). Lisäksi keksinnön välityksellä aikaansaatavan pa- * * * * rantuneen paksuusprofiilin myötä myös muut rainan ominaisuudet paranevat, mm.

·· · • *.· kiilto, ym. Lisäksi keksinnön yhteydessä käytettävän telan vaipan pienentyneen ··· massan kiihdyttäminen ajonopeuteen tarvitsee vähemmän maksimitehoa käytöiltä, 30 Komposiittivaippa voidaan käytön jälkeen hyödyntää vielä kierrättämällä se muu- • · : hun käyttöön, esimerkiksi huovan johtotelaksi.

• * 16 119067

Toteutettaessa keksinnön mukaisesti erilaisia kalanterointikonsepteja saavutetaan monia erityyppisiä etuja. Soft-kalantereissa jo yhdellä nipillä saadaan paksuuspro-fiili korjattua ja parempi profilointikyky käytettäessä nipin toisena telana keksinnön mukaista vyöhyketelaan. Kovakalantereissa voidaan komposiittivaippa kova-5 pinnoittaa, jolloin jo yhdellä nipissä, joka on varustettu keksinnön mukaisella telalla saadaan paksuusprofiili korjattua ja parempi profilointikyky. Metallihihnaka-tantereissa saavutetaan parempi profilointikyky. Monitelakalantereissa käytettäessä kalanterin ylätelana komposiittivaippaista vyöhyketelaa saadaan profilointi kuntoon ensimmäisessä nipissä, jonka jälkeen voidaan muissa kalanteroimisni-10 peissä keskittyä muihin kalanterointiominaisuuksiin, esimerkiksi kiillon lisäämiseen. Super-kalanterisovelluksissa käytettäessä komposiittivaippaista vyöhyketelaa ylätelana saadaan profiloinnit kuntoon ensimmäisessä nipissä, jonka jälkeen voidaan keskittyä muihin kalanterointiominaisuuksiin, esimerkiksi kiillon lisäämiseen. Keksintöä voidaan käyttää kalantereissa myös siten, että komposiittivaippai-15 nen vyöhyketela sijoitetaan kahden termotelan väliin, jolloin saavutetaan parempi profilointi ja näin saavutetaan kustannussäästöä, koska voidaan käyttää halvempia teloja tekniikan tasosta tunnettuihin järjestelyihin verrattuna kahden vyöhyketelan # #. korvautuessa yhdellä.

• · · • · • • 1 · • it l 20 Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti oheisen piirustuksen kuvioi- * · . , hin viitaten, joiden yksityiskohtiin keksintöä ei ole kuitenkaan tarkoitus mitenkään • # · • · t “V ahtaasti rajoittaa. Kuvioissa on kaaviollisesti esitetty eräitä keksinnön edullisia • · # • · · sovelluksia.

• · • · ··· , . 25 Kuvioissa 1-6 on esitetty kaaviollisesti eräitä keksinnön sovelluksia kalanterin • 2 · * 1 · , , **· 2 telastoiksi.

··· • · • · ··« ·· · ί ' l Kuviossa 7 on kaaviollisesti esitetty eräs sovellus keksinnöstä, jossa käytetään :3: taipuisaa telaa.

30 » · t • ♦ • · · • · · 2 ♦ ·· 3 • · 17 119067

Kuviossa 8 on kaaviollisesti esitetty eräs laakerointijäijestely keksinnön yhteydessä käytettäväksi.

Kuvioissa 1-6 on kaaviollisesti esitetty eräitä sovelluksia kalanterin telastoiksi, 5 joissa telaston telapino 10 käsittää ainakin yhden komposiittivaippainen vyöhyke-tela 15. Kuvioissa 1-6 on telapinon termoteloja merkitty viitenumerolla 13 ja mahdollisia polymeeriteloja viitenumerolla 12 sekä kokillivaippaisia vyöhyketelo-ja viitenumerolla 17. Vaikka kuvioissa on kuvattu kussakin sovelluksessa vain yksi telapino 10, voi kalanteri luonnollisesti käsittää useammankin telapinon, ja 10 nippien lukumäärä voi poiketa kuvioissa esitetyistä sovelluksista. Kuvioissa ka-lanteroimisnippi on merkitty viitemerkinnällä N ja rainaa viitemerkinnällä W. Kääntönippiä on merkitty viitemerkinnällä NK. Komposiittivaippainen vyöhyke-tela 15 käsittää akselin 11, kuormituskengät 14 sekä komposiittivaipan 16, joka on hiilikuituvahvistettua epoksia ja varustettu metallisella pinnoitteella. Komposiitti-15 vaippainen vyöhyketela 15 on edullisesti rakenteeltaan EP-patenttijulkaisussa 698684 esitetyn tyyppinen.

. , Kuviossa 1 on kaaviollisesti esitetty sovellus, jossa on suoritettu modernisointi • · * • » · ‘ kaksitoista telaisesta superkalanterista yksitoista tai kymmenen telaiseksi. Kuvios- • * ♦ ··· * * 20 sa on esitetty joko telaston 10 ensimmäinen tai viimeinen nippi N, joista toinen tai • * , . molemmat modernisoidaan siten, että termotelan 13 yhteyteen järjestetään kom- • · · I · I ...

* * *, * posiittivaippainen polymeeripintainen vyöhyketela 15, jolloin entiseen konstrukti- • » * *“/ oon verrattuna voidaan luopua valurautavaippaisesta taipumakompensoidusta te- • · ·*·* lasta sekä paperitelasta, jotka on kuvion mukaisessa esityksessä siis korvattu 25 komposiittivaippaisella vyöhyketelalla 15. Näin kalanterin telaston 10 ensimmäi- * ·*· *·· · nen ja/tai viimeinen kalanteroimisnipit N on muodostettu komposiittivaippaisen • · **··* vyöhyketelan 15 välityksellä profiloiviksi nipeiksi, jolloin saavutetaan tekniikan : * J tasoon verrattuna parempi profilointi, lisäksi nippi N on kalanterointiteholtaan :***: tekniikan tasosta tunnettuun ratkaisuun verrattuna huomattavasti parempi.

SV. 30 ♦ · • · ♦ · • · · • ·· • · 18 119067

Kuviossa 2 esitetyssä kalanterin telapinossa 10 käytetään kahta eri telatyyppiä: terraoteloja 13 ja komposiittivaippaisia vyöhyketeloja 15. Tällä sovelluksella saavutetaan hyvä kalanteroinnin profilointikyky ja kustannuksiltaan edullinen kalan-teri lukumäärältään vähäisempien telojen ansiosta. Sovelluksessa käytetään kom-5 posiittivaippaisia vyöhyketeloja tai taipumakompensoituja teloja 15, joissa vaippa on hiilikuitukomposiittia, mikä mahdollistaa erinomaiset profilointikyvyt. Kuvion mukaisella kalanterilla on mahdollista ajaa myös osanippiajoa joko ylä- tai alanipissä tai toisessa ja kolmannessa nipissä. Telan 15 kumpikin kenkärivi 14 on erikseen profiloitavissa, joten kaikki nipit N ovat profiloivia tarvittaessa. Yhden 10 telan kengät 14 voidaan myös limittää toiseen riviin nähden (ei esitetty).

Kuvioissa 3 ja 4 on esitetty kuuden telan kalanterin telapino 10, jossa kääntönipis-sä NK voidaan käyttää myös toisen vyöhyketelan 15 (kuvio 3) sijasta polymeeri-telaa, tai kääntönippi NK voidaan toteuttaa laittamalla kolmas ja neljäs tela termo-15 teloiksi, kuten on esitetty kuviossa 4. Näin aikaansaadaan kustannuksiltaan edullinen kalanteri, jolla on erinomainen profilointikyky, ja jolla voidaan ajaa monipuolisesti erilaisia osanippiajomoodeja. Profilointi on parhaimmillaan ensimmäisessä nipissä, joten kustannussäästömielessä toisessa nipissä voidaan käyttää telaa, joka • · · ’**·* ei ole koneen poikkisuunnassa profiloituva, vaan joka on esimerkiksi 1-8 vyöhyk- • · · *· ‘i 20 keinen. Myös toinen komposiittitela voidaan haluttaessa tehdä kokonaan 1-8 vyö hykkeiseksi, koska joustava vaippa itsestään mahdollistaa tasaisen viivakuorman !··* · toiseen, kolmanteen ja neljänteen nippiin. Näin saavutetaan lisäkustannussäästöjä • · • ♦ · •M : vähempien tarvittavien venttiilien ja niihin liittyvien ohjauksien ansiosta.

Mt * » • · M· 25 Kuviossa 5 on esitetty kalanteriratkaisu, jossa on saavutettu kalanterille hyvä pro- t « ί.ί : filointikyky. Kalanterin telapinon 10 ylätelaksi on sijoitettu kovapintainen vyöhy- ·*« •... · ketela 17. Hyvä profilointi saadaan aikaiseksi jo heti ensimmäisessä nipissä, koska * ·*·*. siinä on komposiittivaippainen vyöhyketela 15. Toisessa nipissä saadaan pak- • · .·**. suusprofiili kohdalleen, joten toinen nippi nostaa rainan kiiltoa tasaisella viiva- ··· 30 kuormalla. Komposiittivaippaisen vyöhyketelan 15 joustava vaippa mahdollistaa « · » *, \ toisen nipin tasaisen viivakuorman, koska joustava vaippa seuraa vastatelana ole- • · 9 • • · 19 119067 van termotelan 13 muotoja ja siten kussakin kengässä oleva voima välittyy nippiin N. Tällä saavutetaan erityisenä etuna se, että voidaan toteuttaa hyvä profilointiky-ky myös perinteisen super-kalanterin telajäijestelyn kalanteriin. Kuvion 5 mukaisessa kalanterin telapinossa 10 ensimmäisen termotelan 13 jälkeen seuraa kaksi 5 polymeeritelaa 12 kääntönipin NK kummallakin puolen, minkä jälkeen seuraa termotela 13, jonka alapuolelle on sijoitettu polymeeritela 12, ja telapinon alimmaiseksi telaksi kokillivaippainen vyöhyketela 17.

Kuviossa 6 esitetyssä sovelluksessa on telapinossa 10 komposiittivaippaisen vyö-10 hyketelan 15 ylä- ja alapuolelle sijoitettu termotelat 13 ja vastaava telajätjestely on toteutettu kääntönipin NK jälkeen.

Kuvion 7 mukaisessa esityksessä on esitetty komposiittivaippaisen vyöhyketelan 15 eräs sovellus pituussuuntaisena poikkileikkauksena, josta kuviosta 7 käy ilmi 15 telan 15 rakenne tässä sovelluksessa pelkistettynä. Telan 15 vaippa 16 on komposiittia, joten se on taipuisa, ja yläpuolelle on sijoitettu taivuttava puoli T ja alapuolelle profiloiva puoli P. Telan 15 päissä tietyllä matkalla on taivutuksen toteuttavat . . ainakin yhdet välineet (ei esitetty), edullisesti taivutuksen toteuttavat välineen on • · 1 2 * sijoitettu profilointielimen vastapuolelle. Taivutuksen toteuttavia elimiä voi olla • ψ · * · · * 20 useammatkin sijoitettuna tiettyyn kulmaan toisiinsa nähden, esimerkiksi 30° kul- ····« • · . , maan sijoitettuna. Tällöin kalanterilla voidaan ajaa erilevyisiä rainoja taivuttamal- • 1 · • · 1 la reuna-alueet taivuttavan puolen T välityksellä irti kalanteroimrsnipistä N siten, • · · • · ♦ ettei tela 15 joudu nippikosketukseen välyksen alueelta valitsemalla kuomutus- • m ***’ kenkien 14 paine siten, että taivutettaessa profiloivalla puolella P vastaavien ken- . t 25 kien paine on pienempi.

• » · • · ♦ ··· 1 · · • · *;·’ Kuviossa 8 on kaavallisesti esitetty telan laakerointijäijestely, jossa liukulaake- 2 · • V riin 21 on lisätty vastalaakerointi barring-ilmiön poistamiseksi, Telan yhteyteen * 1 · on jäljestetty toimielin 22 vaipan 16 siirtämiseksi vaakatasossa. Kuviossa vaippa * 30 16 on siirtynyt ääriasentoon, jolloin nipissä N tapahtuu nippikontaktipaikan siir- • · 1 : tymä Z. Nipissä N tapahtuvan nippikontaktipaikan siirtymän Z välityksellä voi- • · 20 119067 daan poistaa nippivarähtely. Tässä yhteydessä laakeroinnin vastalaakerointi on toteutettavissa esimerkiksi 50mm iskulla ja järjestely voidaan toteuttaa uusissa laitteissa sekä kalantereiden modernisointien yhteydessä. Kuviossa esitetyssä sovelluksessa on taipumakompensoidun itse kuormittavan telan liukulaakeroinnin 5 yhteyteen muodostettu laakerointi siten, että on vaihdettu pysty- ja vaakalaake-roinnin järjestystä. Pystylaakerointina on normaalin iskuttoman telan liukulaake-rointi ja vaakalaakerointina on noin 50mm iskulla oleva liukulaakerointi, joka on varustettu asemasäädöllä. Vaakalaakeroinnin avulla telan vaippaa siirretään kesken ajon tai tampuurivaihdon aikana iskunsa verran. Näin telojen suhteellinen 10 nippikosketuspiste siirtyy esimerkiksi noin 20mm, mikä riittää nippivärähtelyn poistamiseen tai ainakin huomattavaan vähentämiseen. Kuviossa esitetyssä sovelluksessa on laakerointiin lisätty vaakaisku, jolloin telan pystylaakeroinnin iskua on voitu pienentää ja näin kuitenkin saatu telan akselin lujuus säilymään. Vaa-kaiskua varten tarvitaan vain kaksi kappaletta päätyä kohden. Nippisuunnan laa-15 kerikenkien asennoitumisvara telavaippaan säädetään sopivaksi siten, että se riittää asetetulle vaakaiskulle.

. , Keksintöä on edellä selostettu vain eräisiin sen edullisiin sovellusesimerkkeihin • · · • « φ *. viitaten, joiden yksityiskohtiin keksintöä ei kuitenkaan ole tarkoitus mitenkään • · · • «· * 20 ahtaasti rajoittaa.

• · • · • 1 · • · · • •f « • · • · 1 • · 1 *·· · mmm • · • · ··· • · • · · • · » ♦ 1· 1 mmm « · • m • · Φ ·· · • 1 • · • · ··· • · ♦ · • · · m mm · • · ♦ ♦ · « i « • · · • ·♦ • ·

Claims (23)

2i 119067

1. Kalanteri, joka käsittää ainakin kaksi kalanteritelaa, jotka muodostavat väliinsä kalanteroimisnipin (N), joista teloista toinen on kuumennettava ka-5 lanterin tela eli tennotela (13), jonka kalantedn (10) ainakin kahdesta te lasta ainakin yksi on vyöhykesäädettävä kalanteritela (15), jonka vaippa (16) on komposiittimateriaalia, joka vyöhykesäädettävä tela (15) käsittää telarungon, joka käsittää akselin ja akselin (11) yhteyteen jäljestettyjä telan (15) pituussuunnassa rinnakkain ainakin yhdessä rivissä sijaitsevia 10 kuormituskenkiä (14) ja kuormituskenkien ympärille sovitetun pyörivän taipuisan vaipan, jonka vaipan asema on säädettävissä kunkin kuormitus-kengän kuormituksen välityksellä nopeuden ollessa 400-3500 m/min, tunnettu siitä, että kalanterissa kalanterin telan vaipan (16) painon suhde tela-runkoon on 0,1 - 0,025 ja että kalanterissa kalanterin tela (15) on jäijestet-15 ty taivutettavaksi telaksi, joka on varustettu taivutuksen toteuttavilla eli millä välyksen aikaansaamiseksi kalanteroimisnipin (N) reuna-alueille ka-lanteroitavan rainan (W) ulkopuolisille päätyalueille reuna-alueiden hallitsemiseksi. • * • ♦ * • · · • · • · :/·' 20

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kalanteri, tunnettu siitä, että kalanteri on ‘•"1 monitelakalanteri, jossa ainakin kahden telan muodostaman telapinon ala- • · · positioon on sijoitettu komposiittivaippainen vyöhykesäädettävä tela (15), • · • · φ : jonka vaippa on kiinteä ja jonka yläpositioon on sijoitettu komposiittivaip- *··.* painen vyöhykesäädettävä tela (15), jonka vaippa on liikkuva. 25

• · · *···* 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen kalanteri, tunnettu siitä, että kalan- • · · • · ·;·' terin kuormittamiseksi ylä- ja alapositioon sijoitettavien vyöhykesäädettä- ♦ · : vien telojen vyöhykkeet paineistavat kuormituselimet (14) on sovitettu ··· • « paineistettaviksi halutulla paineella. ·:··: 30 * l 22 119067

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kalanteri, tunnettu siitä, että kalanteri on modernisoitu monitelakalanteriksi siten, että kalanterin telaksi (15) on järjestetty komposiittivaippainen vyöhykesäädettävä tela (15), joka kalanteria modernisoitaessa on korvannut kaksi telapinon aikaisempaa telaa. 5

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kalanteri, tunnettu siitä, että kalanterissa on yksi tai useampia kalanteroimisnippejä (N) ja että kunkin kalante-roimisnipin toinen tela on komposiittivaippainen vyöhykesäädettävä tela (15) siten, että telan kukin kuormituskenkä (14) on kuormitukseltaan sää- 10 dettävissä, jolloin kaikki kalanterin nipit ovat profiloivia.

6. Patenttivaatimuksen 1 tai 4 mukainen kalanteri, tunnettu siitä, että telan päissä tietyllä matkalla taivutuksen toteuttavat yhdet välineet, edullisesti profilointielimen vastapuolella, jolloin kalanteroimisnipin poikkisuuntai- 15 nen leveys on säädettävissä.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen kalanteri, tunnettu siitä, että taivutusvä-lineitä on useita kulmassa toisiinsa nähden. • · · ♦ · ® • a

8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kalanteri, tunnettu siitä, että telan lääke- • · *:·*: rointijäijestely käsittää liukulaakeroinnin ja sen yhteyteen jäljestetyn vaa- ;t|| kalaakeroinnin barring-ilmiön poistamiseksi. • · • ♦ · • · · ··· « • a a

9. Jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukainen kalanteri, tunnettu siitä, että ka- 25 lanterin komposiittivaippainen tela (15) käsittää erikseen ohjattavat kuor- mituselimet on pituussuuntaisen profiloinnin toteuttamiseksi siten, että ka- · · • · *.·.* lanterointinipin (N) kautta johdettavan rainan (W) paksuusprofiilin säätä- : ^: miseksi rainan (W) poikkisuunnassa. ♦ ·* • · * t ··* a •:··: 30

10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-4 mukainen kalanteri, tunnettu sii- ·;··· tä, että kalanterissa komposiittivaippaisen telan (15) yhteyteen on järjestet- 23 1190(67 ty mittavälineet profiloinnin säätämiseksi mittavälineiden antamien mittaustulosten perusteella kuormituselementtien (14) välityksellä.

11. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen kalanteri, tunnettu siitä, 5 että kalanterissa komposiittivaippainen vyöhyketela (15) on sijoitettu ka- lanterin telapinon (10) ensimmäisen kalanteroimisnipin (N) muodostavaksi telaksi.

12. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen kalanteri, tunnettu siitä, 10 että kalanterin komposiittivaippainen tela (15) on sijoitettu kalanterin tela- pinon (10) viimeisen nipin (N) muodostavaksi telaksi.

13. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen kalanteri, tunnettu siitä, että kalanterin komposiittivaippainen tela (15) on sovitettu kääntönipin 15 (NK) muodostavaksi telaksi.

14. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen kalanteri, tunnettu siitä, että kalanterin komposiittivaippainen tela (15) on kalanteria modemisoita- : Y: essa järjestetty korvaamaan kaksi telapinon aikaisempaa telaa. 20

• · ·:·*: 15. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen kalanteri, tunnettu siitä, että kalan- •t:*i terin telapinon yhteyteen on jäljestetty toimielin nippien sulkemisliikkeen • m · rajoittamiseksi suljettaessa nippejä alhaalta ylöspäin. ··· • · • · ♦ ··

16. Menetelmä kuiturainan kalanteroimiseksi kalanterissa, jossa kalanterissa %:.· (10) kuiturainaa (W), erityisesti paperi- tai kartonkirainaa, kalanteroidaan · · · *.·.* ainakin yhdessä kalanteroimisnipissä (N), joka muodostuu kahden telan : väliin toisen teloista ollessa kuumennettava kalanterin tela eli termotela ··· · • · · !( t: (13), jossa menetelmässä rainaa (W) kalanteroivassa kalanteroimisnipissä 30 (N) ainakin kahdesta telasta ainakin yksi on vyöhykesäädettävä kalanteri- ····· tela (15), jonka vaippa on taipuisa ja komposiittimateriaalia, joka vyöhy- 119067 24 kesäädettävä tela (15) käsittää telarungon, joka käsittää akselin, ja jossa menetelmässä kalanteroimisnipissä kuormitus aikaansaadaan akselin yhteyteen jäljestetyillä telan pituussuunnassa rinnakkain ainakin yhdessä rivissä sijaitsevilla kuormituskengillä (14), että telan (15) vaipan asemaa 5 säädetään kunkin kuormituskengän (14) kuormituksen välityksellä nopeu den ollessa 400-3500 m/min, tunnettu siitä, että menetelmässä rainaa ka-lanteroivan ainakin toisen telan (15) vaipan painon suhde telarunkoon on 0,1 - 0,025 ja että menetelmässä kalanterin telaa (15) taivutetaan telaan järjestetyillä taivutuksen toteuttavilla elimillä välyksen aikaansaamiseksi 10 kalanteroimisnipin reuna-alueille kalanteroitavan rainan ulkopuolisille päätyalueille reuna-alueiden hallitsemiseksi.

17. Patenttivaatimuksen 16 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä rainaa (W) kalanteroidaan monitelakalanterissa, jossa ainakin 15 kahden telan muodostaman telapinon alapositioon sijoitetaan vyöhykesää- dettävä tela (15), jonka vaippa on kiinteä ja jonka yläpositioon sijoitetaan vyöhykesäädettävä tela (15), jonka vaippa on liikkuva.

18. Patenttivaatimuksen 16 tai 17 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että • * :*·,· 20 menetelmässä kalanterin kuormittamiseksi ylä- ja alapositioon sijoitettavi- t · *:*·; en vyöhykesäädettävien telojen vyöhykkeet paineistetaan paineistamalla Ϊ t: *: kuormituselimet (14) halutulla paineella. • · • · · • · · ··· · • ·· :...ϊ

19. Jonkin patenttivaatimuksen 16-18 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, et- 25 tä menetelmässä kalanteri modernisoidaan monitelakalanteriksi siten, että kalanterin telaksi (15) jäljestetään komposiittivaippainen vyöhykesäädet- ··· • · *·..* tävä tela (15), jolla korvataan kaksi telapinon aikaisempaa telaa. • • · · * · · ··· · ϊ,.,ϊ

20. Jonkin patenttivaatimuksen 16-19 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, et- 30 tä menetelmässä kussakin kalanteroimisnipissä olevaa komposiitti vaip- ····· paista vyöhykesäädettävää telaa (15) kuormitetaan kunkin kuormitusken- 119067 25 gän välityksellä, jolloin saadaan aikaan rainan (W) poikkisuuntainen profilointi.

21. Jonkin patenttivaatimuksen 16-20 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, et- 5 tä menetelmässä kalanteroimisnipin poikkisuuntaista leveyttä säädetään te laa taivuttavilla välineillä.

22. Jonkin patenttivaatimuksen 16-21 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä kalanterin komposiittivaippaisen telan (15) erikseen oh- 10 jättävät kuormituselimet toteuttavat pituussuuntaisen profiloinnin kalante- rointinipin (N) kautta johdettavan rainan (W) paksuusprofiilin säätämiseksi rainan (W) poikkisuunnassa.

23. Jonkin patenttivaatimuksen 16-22 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, et- 15 tä menetelmässä profilointi säädetään mittavälineiden antamien mittaustu losten perusteella. • » • · · • 1 · • · • · • « 1 • ·· • · • · * · • · · • · · ΜΦ · • f • · » • · ♦ «· · ··· • · • · ··· • · 9 • · · ··· • •f • · • 9 999 9 • 1 • · · • · · ·· · ··· • · • · ··1 • · · 26 9067