FI123004B - Kuiturainan rullauslaitteisto ja menetelmä kuiturainan rullaamiseksi - Google Patents

Description

Kuiturainan rullauslaitteisto ja menetelmä kuiturainan rullaamiseksi [001] Keksintö liittyy patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukaiseen 5 kuiturainan rullauslaitteistoon,, joka käsittää ainakin yhden rullauksessa rullaa pinnasta tukevan painotelan, joka on liikuteltavasti tuettu tukirakenteeseen painotelan liikeradan määräävillä ohjauselimillä, ja jousto- ja/tai vaimennusjärjestelyn, joka käsittää värähtelyenergiaa kitkan avulla lämmöksi muuttavan järjestelyn sovitettuna painotelan ja rullauslaitteiston 10 runko-osan välille [002] Keksintö liittyy myös patenttivaatimuksen 19 johdanto-osan mukaiseen menetelmään kuiturainan rullaamiseksi rullauslaitteistolla, joka käsittää ainakin yhden rullauksessa rullaa pinnasta tukevan painotelan, 15 jossa menetelmässä painotelalla tuetaan muodostuvaa rullaa sen pinnasta ja samanaikaisesti ylläpidetään ennalta määrättyä rullaan kohdistuvaa tukivoimaa, ja jossa menetelmässä värähtelyenergiaa muutetaan kitkan avulla lämmöksi painotelan ja rullauslaitteiston runko-osan välille sovitetulla vaimennusjärjestelyllä, 20 [003] Tekniikan tasosta tunnetusti pituusleikkurissa konerulla aukirulla-taan ja leveä raina leikataan pituusleikkurin leikkausosalla useiksi ka-

OJ

5 peammiksi osarainoiksi, jotka kiinnirullataan rullausosalla rullausytimien,

C\J

^ kuten hylsyjen ympärille asiakasrulliksi. Kun samanaikaisesti kustakin o ^ 25 osarainasta tehtävät asiakasrullat ovat valmiit, pituusleikkuri pysäytetään

C\J

x ja rullat eli ns. muutto poistetaan koneesta. Tämän jälkeen prosessia jät-

CC

“ ketään uuden muuton rullauksena. Nämä vaiheet toistuvat jaksoittain C\1 § kunnes paperi loppuu konerullalta, jolloin suoritetaan konerullan vaihto ja

LO

§ toiminta alkaa uudestaan uuden konerullan rullauksena. Osarainarullain o ^ 30 voi olla kantotelatyyppinen rullain, jossa osarainarullat rullataan kantote- 2 lojen kannattamana muodostuvan rainarullan ja toisen kantotelan välisen rullausnipin välityksellä tyypillisesti painotelan tukemana.

[004] Rullauksessa, esim. rullattaessa paperirainaa pituusleikkurilla, 5 esiintyy tietyillä paperilajeilla voimakkaita värähtelyjä samoilla rullan pyö-rimistaajuusalueilla leikkurin ajonopeudesta riippumatta. Niitä tärinäaluei-ta eli rullan pyörimistaajuusalueita, joilla esiintyy voimakasta värähtelyä, on yleensä 1-3 riippuen rullan loppuhalkaisijasta. Tämä voimakas tärinä aiheuttaa rullaushylkyä, laitteiden mekaanista kulumista, jopa rullan ir-10 toamista rullauslaitteesta sekä rullauskapasiteetin laskua, koska ajonopeutta joudutaan hiljentämään rullauksen aikana. Julkaisussa Fl 101283 on esitetty menetelmä, jossa rullaimen ajonopeutta ohjataan rullan pyö-rimistaajuuden perusteella siten, että rullan pyörimistaajuuden saapuessa lähelle tärinäaluetta eli rullan pyörimistaajuusaluetta, jolla esiintyy 15 voimakasta värähtelyä, ajonopeutta lasketaan nopeasti siten, että rullan pyörimisnopeus pienenee pienemmäksi kuin tärinäalueen alataajuus ja että tämän jälkeen rullaimen ajonopeutta nostetaan siten, että rullan pyö-rimistaajuus pysyy vakiona, kunnes saavutetaan alkuperäinen rullaimen ajonopeus. Tällä on ajonopeuden muuttamisen vuoksi vaikutusta rullai-20 men kokonaiskapasiteettiin.

^ [005] Osarainarullien kasvaessa kantotelarullausosalla siirretään aina- o kin painotelaa rullien halkaisijan määräämänä, joten ainakin painotelajär- § jestely on liikuteltavasti tuettu rullausosan runkorakenteeseen. Tekniikan i o 25 tasosta tunnetaan pituusleikkureita, joissa käytetään osarullien rullaami- seksi muuttuvageometrista kantotelarullausosaa, jossa myös rullaa kan-

CL

^ nattavista kantoteloista/telastoista toinen tai molemmat ovat siirrettäviä.

o [g Tällaisissa muuttuvageometrisissa pituusleikkureissa muodostuvan rul- 00 § lan keskiön horisontaalinen sijainti riippuu kantotelojen/telastojen keski-

CVJ

30 näisestä asemasta ja rullan halkaisijasta. Pituussuuntaiset peräkkäiset 3 hylsyt on lukittu pakoilleen hylsyjonoksi kumpaankin päähän sijoitetulla hylsynlukituslaitteella.

[006] Rullattavaan rullaan (tai rulliin) kosketuksissa olevat tukielimet al-5 tistuvat pyörivän rullan aiheuttamalle dynaamiselle kuormitukselle. Erityisesti kantotelatyppisillä rullaimella syntyy dynaamista kuormitusta, joka aiheuttaa värähtelyä rullattavien osarainarullien herättäminä erityisesti kantotelarullaimen painotelassa ja painotelapalkissa, johon painotela on tuettuna. Prosessille on lisäksi tyypillistä se, että rullattavan rullan hal- 10 kaisija vaikuttaa painotelan värähtelyyn. Tällöin siis värähtelyolosuhteet muuttuvat rullauksen edistyessä. Ongelmana on painotelapalkin olennaisesti pituusakseliin nähden vaakasuuntainen (konesuuntainen) värähtelyliike.

15 [007] Erityisesti painotelalla on joukko ominaismuotoja, joista ainakin kaksi ovat muodoltaan sellaisia, että resonanssitilanteessa tukirakenteen liike on olennaisesti kiertymistä painotelan tukirakenteen pituuden suuntaisesti suhteessa tukirakenteen tuentaan.

20 [008] Pituusleikkurin painotelan suunnittelussa tähdätään stabiiliin ja dynaamista kuormitusta sietävään konstruktioon. Käytännössä on ylei-pj sesti käytössä ratkaisu, jossa suhteellisen jäykkään painotelapalkkiin on ° kannakoitu painotelasegmentit. Painotelapalkkia liikutetaan hydraulisylin- § tereillä runkoon kiinnitettyjä johteita pitkin. Sekä johteet että sylinterit si- ° 25 jaitsevat palkin päiden läheisyydessä.

CC

CL

^ [009] Julkaisussa US 4165843 on esitetty kantotelarullauslaite, jonka o g painotelapalkki on ripustettu ketjuihin ja painotelapalkin vastakkaisiin

CO

§ päihin on rakennettu kaksi paineilmalla syötettyä sylinterimäntälaitteis-

C\J

30 töiksi tehtyä vaimenninta, jotka mäntätankojensa päissä olevien kitkapin- 4 tojen avulla painavat runkoa vasten. Tällaisessa tuennassa painotelapal-kin ja painotelan asema on hyvin heikosti ohjattuna ja mm. painotelan nippivoiman säätömahdollisuudet ovat käytännössä lähes olemattomat.

5 [0010] Julkaisussa Fl 20055039 on esitetty tällaisen painotelapalkin vä rähtelyjen vähentämistä siten, että palkki tuetaan päiden lisäksi myös päiden väliseltä osuudelta runkorakenteeseen, jolloin painotelapalkin jäykkyys ja värähtelyvaimennus kasvaa.

10 [0011] Vaikka edellä esitetyt ratkaisut sinänsä ovat edullisia, on nyttem min ilmennyt tarpeita edelleen parantaa kuiturainan rullauslaitteiston vä-rähtelyominaisuuksia ja toimintaa. Niinpä tämän keksinnön tarkoituksena on erityisesti kohottaa alalla vallitsevaa tekniikan tasoa esittämällä sellainen kuiturainan rullauslaitteisto ja menetelmä kuiturainan rullaamiseksi 15 rullauslaitteistolla, että rullauslaitteiston entistä parempi toiminta ja ajo-mahdollisuudet voidaan toteuttaa.

[0012] Keksinnön mukainen kuiturainan rullauslaitteisto käsittää ainakin yhden rullauksessa rullaa pinnasta tukevan painotela, joka on liikutelta-20 vasti tuettu tukirakenteeseen tukielimen liikeradan määräävillä ohjaus-elimillä. Rullauslaitteisto käsittää lisäksi jousto- ja/tai vaimennusjärjeste-^ lyn, joka käsittää värähtelyenergiaa kitkan avulla lämmöksi muuttavan o järjestelyn sovitettuna painotelan ja rullauslaitteiston runko-osan välille.

i

CO

o q 25 [0013] Keksinnölle on tunnusomaista se,että, jousto- ja/tai vaimennusjär-

CVJ

x jestelyn mahdollistaa tukielimen jouston ja/tai vaimennuksen muuttami-

CC

sen kahdessa eri suunnassa rullauslaitteiston käytön ja/tai paintotelan

CVJ

§ liikkeen aikana, m

CO

o o

CVJ

5

[0014] Tällä saadaan aikaiseksi mm. se, että tukielimen värähtelyominai-suudet voidaan sovittaa aina sellaisiksi sekä pysty- että konesuunnassa, että rullattava rulla ei herätä tukielimen värähtelyä merkitsevästi. Erityisesti keksinnön mukaisella jousto- ja/tai vaimennusjärjestelyllä vaikute- 5 taan oleellisesti konesuuntaiseen värähtelyyn. Joustoa ja/tai vaimennusta voidaan muuttaa keksinnön mukaisesti rullauksen aikana.

[0015] Edullisesti vaimennusjärjestely käsittää värähtelyenergiaa kitkan avulla lämmöksi muuttavan järjestelyn sovitettuna mainitun tukielimen ja 10 rullauslaitteiston runko-osan välille. Tällä saadaan aikaiseksi ratkaisu, joka vaimentaa värähtelyjä tehokkaasti ja on säädettävyydeltään hyvin nopea. Värähtelyenergiaa kitkan avulla lämmöksi muuttava järjestely käsittää edullisesti säädettävän jarrulaitteiston.

15 [0016] Rullauslaitteisto käsittää edullisesti tukielimen värähtelyn taajuu den ja/tai amplitudin määrittävän laitteiston, joka on järjestetty antamaan ohjaussignaali vaimennusjärjestelyn toiminnan ohjaamiseksi rullauslaitteiston käytön ja/tai tukielimen liikkeen aikana. Tällöin voidaan varmistaa, että tukielimen värähtelyominaisuudet ovat oikeat kulloisessakin ajotilan- 20 teessä.

^ [0017] Tukielimen jousto ja/tai vaimennus on erään suoritusmuodon mu- S kaan järjestetty muutettavaksi rullauslaitteistolla rullattavan rullan hal- § kaisijan funktiona. Tämä antaa edullisen lopputuloksen, sillä rullan väräh- i o 25 telytaajuus on tietyllä tavalla riippuvainen rullan halkaisijasta. Myös näin g siis keksinnön mukaisella ratkaisulla saadaan edullinen vaikutus rullaus-

CL

^ laitteiston toimintaan, o

CD

m oo § [0018] Rullauslaitteiston tukielin voi olla järjestetty tukemaan samanai-

C\J

30 kaisesti useaa rullauslaitteistossa rullattavaa rinnakkaista rullaa kuiturai- 6 nan pituusleikkurin yhteydessä. Tällöin tukielin käsittää painotelan ja rul-lauslaitteisto on edullisesti kantotelarullain.

[0019] Keksinnön erään suoritusmuodon mukainen jarrulaitteisto käsittää 5 tukielimeen yhteydessä olevan ainakin yhden levyjarrusatulan, jolloin rul-lauslaitteiston runkoon on järjestetty tukielimen liikeradalle ainakin yksi jarrukisko siten, että tukielimen kaikissa asemissa jarrukisko on levyjarrusatulan toiminnallisessa yhteydessä.

10 [0020] Erään suoritusmuodon mukaisesti tukielimen jouston ja/tai vai mennuksen muuttamisen kahdessa eri suunnassa rullauslaitteiston käytön ja/tai tukielimen liikkeen aikana mahdollistaa se, että jarrukiskon tason suunta poikkeaa oleellisesti rullauslaitteiston poikkisuunnasta eli tukielimen pituussuunnasta.

15

[0021] Keksinnön mukaisen vaimennusjärjestelyn toimintaa voidaan edelleen tehostaa sillä, että vaimennusjärjestely on sovitettu tukielimen ja rullauslaitteiston runko-osan välille siten, että liityntä runko-osaan on tukielimen pituussuuntaisen vääntökeskiön ulkopuolella. Tällöin dynaa-20 misen voiman vaikutusetäisyys värähtelyn vaimennuksessa on suurempi, ja vaimennus tehokkaampaa.

CM

o [0022] Keksinnön vielä eräänä toisen suoritusmuodon mukaisesti rullaa § pinnasta tukeva tukielin on järjestetty joustavalla ja/tai vaimentavalla kyt- i o 25 kennällä sen liikettä ohjaavaan johdejärjestelyyn. Tässä suoritusmuo- * dossa kytkentä käsittää sisäkkäin järjestetyt osat, joita erottaa tiuk-

CL

^ kasovitteinen jousto-/vaimennuselementti.

o

CO

LO

CO

§ [0023] Keksinnön mukaisessa menetelmässä kuiturainan rullaamiseksi

CM

30 rullauslaitteistolla, joka käsittää ainakin yhden rullauksessa rullaa pinnas- 7 ta tukevan painotelan, painotelalla tuetaan muodostuvaa rullaa sen pinnasta ja samanaikaisesti ylläpidetään ennalta määrättyä rullaan kohdistuvaa tukivoimaa, ja jossa värähtelyenergiaa muutetaan kitkan avulla lämmöksi painotelan ja rullauslaitteston runko-osan välille sovitetulla 5 vaimennusjärjestelyllä. Keksinnölle on tunnusomaista se, että menetelmässä rullauksen aikana tukielimen värähtelyominaisuuksia ja/tai -vaimennusta säädetään muuttamalla tukielimen joustoa ja/tai vaimennusta kahdessa eri suunnassa.

10 [0024] Menetelmää voidaan tehostaa edelleen siten, että tukielimen vä rähtelyn taajuutta ja/tai amplitudia määritetään rullauksen aikana ja että tukielimen värähtelyominaisuuksia ja/tai -vaimennusta säädetään tukielimen värähtelyn taajuutta ja/tai amplitudin perusteella.

15 [0025] Erään suoritusmuodon mukaisesti tukielimen värähtelyominai suuksia ja/tai -vaimennusta säädetään rullan pyörimistaajuuden perusteella siten, että rullan pyörimistaajuuden saapuessa lähelle rullan pyö-rimistaajuusaluetta, jolla esiintyy voimakasta värähtelyä, tukielimen tuen-tajäykkyyttä muutetaan siten, että tukielimen ja rullien värähtelyn omi- 20 naistaajuus poikkeaa rullan sen hetkisestä herätetaajuudesta. Tällä tavoin voidaan välttää tilanne, jossa tukielimen ja rullien ominaistaajuus ^ olisi liian lähellä rullan pyörimistaajuutta, jolloin estetään tukielimen ja rul- ° lien värähtelyn herääminen aktiivisella säädöllä tarvitsematta muuttaa § rullauslaitteiston pyörimisnopeutta.

o 25 c\j g [0026] Tukielimen joustoa ja/tai vaimennusta muutetaan vaimennusjär-

CL

^ jestelyllä, joka on sovitettu tukielimen ja rullauslaitteiston runko-osan vä- o [g lille siten, että vaimennusjärjestelyn liityntä runko-osaan on tukielimen

CO

§ pituussuuntaisen vääntökeskiön ulkopuolella, jolloin värähtelyn voima

CVJ

30 välitetään runkoon vääntökeskiön ulkopuolella.

8

[0027] Tukielimen joustoa ja/tai vaimennusta muutetaan erään suoritusmuodon mukaan vaimennusjärjestelyssä muuntamalla värähtelyenergia kitkan avulla lämmöksi. Tällöin vaimennusjärjestely käsittää edullisesti 5 jarrulaitteiston, jossa on tukielimeen yhteydessä oleva ainakin yksi levy-jarrusatula, ja rullauslaitteiston runkoon järjestetty tukielimen liikeradalle ainakin yksi jarrukisko siten, että tukielimen kaikissa asemissa levyjar-rusatula kulkee jarrukiskolla rullauksen aikana.

10 [0028] Erään suoritusmuodon mukaan jarrulaitteiston jarruvoimaa sääde tään jatkuvasti rullan pyörimistaajuuden perusteella. Erään toisen suoritusmuodon mukaan jarrulaitteiston jarruvoimaa säädetään jatkuvasti tukielimen tärinämittauksen perusteella.

15 [0029] Jarrulaitteistoa ajetaan erään suoritusmuodon mukaan jaksottai sesti siten, että jarrulaitteisto on joko oleellisesti lukitussa tilassa tai oleellisesti vapautetussa tilassa, ja että menetelmässä säädetään näiden tilojen voimassaoloaikoja ja/tai voimassaoloaikojen suhdetta.

20 [0030] Seuraavassa keksintöä ja sen toimintaa selostetaan viittaamalla oheisiin kaaviomaisiin piirustuksiin, joissa ^ kuvio 1 esittää keksinnön erään suoritusmuodon mukaisen rullauslaitteis- § ton, § kuvio 2 esittää kuvion 1 suoritusmuotoa yläkuvantona, i ° 25 kuvio 3 esittää kuvion 1 yksityiskohtaa A, £ kuvio 4 esittää kuvion 1 suoritusmuodon ohjausjärjestelmää,

CL

^ kuvio 5 esittää keksinnön erään toisen suoritusmuodon mukaisen rul- o [g lauslaitteiston,

CO

§ kuviot 6a - c esittävät erilaisia painotelapalkin värähtelymuotoja,

CVJ

9 kuvio 7 esittää keksinnön vielä erään toisen suoritusmuodon mukaisen rullauslaitteiston painotelapalkin, ja kuvio 8 esittää keksinnön mukaisen ratkaisun vaikutusta kaaviollisesti.

5 [0031] Kuviossa 1 on esitetty kuiturainan pituusleikkurin kantotelarullain 10, jossa osarainoiksi W leikattua kuiturainaa rullataan kuiturainarulliksi 11 tukielimien, tässä suoritusmuodossa kantotelojen 13, 14 ja painotelan 12 tukemana. Tässä rullaimen 10 kantoteloista ensimmäinen on normaali tela 14 ja toinen on hihnatelasto 13. Kantotelarullain 10 käsittää myös 10 sen osien tukirakenteena toimivan rungon 16. Kantotelat 13, 14 on tyypillisesti tuettu pyöritettävästi runkoon. Joissakin suoritusmuodoissa toinen kantoteloista 14 on tuettu runkoon siten, että sen asema on muutettavissa. Samoin painotelan 12 asema on muutettavissa. Painotela 12 on tuettu painotelapalkkiin 18, joka on molemmista päistään yhdistetty kelkkaan 15 20. Kelkka 20 on puolestaan tuettu johteisiin 22. Johteet toimivat rullai men käytössä painotelan 12 liikeradan määräävinä ohjauseliminä. Rullaimen toiminnan aikana kantotelat 13, 14 ja painotela 12 tukevat rullaa 11 pinnasta. Painotelan 12 asema ja sen aikaansaama voima kuitu-rainarullaan 11 toteutetaan voimalaitteen 24, kuten hydraulisylinterin 20 avulla. Hydraulisylinteri on toisesta päästään tuettu runkoon 16 toisesta päästään painotelan kelkkaan 20. Kuviossa 2 on esitetty kuvion 1 kanto- ^ telarullaimen painotelaan 12 liittyvät osat yläkuvantona.

δ

C\J

§ [0032] Kuvioihin 1 ja 2 viitaten keksinnön mukaisesti rullauslaitteisto kä- i o 25 sittää vaimennusjärjestelyn 30, joka mahdollistaa tukielimen 13 jouston £ ja/tai vaimennuksen muuttamisen kahdessa eri suunnas-

CL

^ sa/vapausasteessa rullauslaitteiston käytön ja/tai tukielimen liikkeen ai- o [g kana. Vaimennusjärjestelyä ja sen toimintaa selostetaan seuraavassa

CO

§ esimerkinomaisesti kuvion 1 esittämässä rullauslaitteistossa 10. Tukielin,

CVJ

30 joka tässä käsittää pääasiassa painotelan 12 ja painotelapalkin 18, on 10 yhteydessä runkoon 16 vaimennusjärjestelyn 30 välityksellä, joka on yhdistetty runkoon rajoitettavissa olevan liikkeen sallivan järjestelyn 32 välityksellä. Liike on rajoitettavissa sillä tavoin, että järjestelyllä 32 vaimen-nusjärjestely sallii tukielimen liikkeen runkoon nähden, mutta joko niin, 5 että tukielimen värähtelyenergiaa muutetaan sen liikkuessa rungon suhteen kitkan avulla lämmöksi, tai niin, että pidetään jaksottaisesti järjestely lukitussa tilassa tai oleellisesti vapautetussa tilassa, jolloin säädetään näiden tilojen voimassaoloaikoja ja/tai voimassaoloaikojen suhdetta. Myös näiden kaikkien toimintamuotojen yhdistelmä voi tulla kyseeseen 10 joissakin tapauksissa.

[0033] Vaimennusjärjestelyssä tukielimen jouston ja/tai vaimennuksen muuttaminen kahdessa eri suunnassa saadaan aikaan kuvion 1 suoritusmuodossa siten, että vaimennusjärjestelyn 30 rajoitettavissa olevan 15 liikkeen salliva järjestely 32 käsittää tietyllä tavalla järjestetyn säädettävän jarrulaitteiston, johon jatkossa voidaan viitata myös viitenumerolla 32.

[0034] Jarrulaitteisto 32 käsittää painotelapalkkiin 18 yhdistetyn levyjar-20 rusatulan 34, joka toimii sinänsä tavanomaisen levyjarrun tavoin. Rul- lauslaitteiston runkoon 16 on järjestetty jarrusatulan, ja siten myös paino-^ telapalkin 18 liikeradalle ainakin yksi jarrukisko 36. Jarrukisko on kuvion ° 1 suoritusmuodossa järjestetty oleellisesti samansuuntaiseksi kuin joh- § teet 22. Oleellista on, että painotelapalkin 18 kaikissa asemissa jarrukis- i & 25 ko 36 on levyjarrusatulan toiminnallisessa yhteydessä, tarkemmin ilmaisia tuna levyjarrusatulan 34 sisällä jarrukenkien 38 vaikutusalueella.

CL.

C\1

O

[g [0035] Jarrulaitteistolla on oleellisesti kaksi vapausastetta, millä aikaan- 00 § saadaan tukielimen jouston ja/tai vaimennuksen muuttaminen kahdessa C\1 30 eri suunnassa. Jarru laitteistossa voi tapahtua jarrukiskon 36 ja painote- 11 lapalkin välistä liikettä jarrulaitteiston sallimassa suunnassa, ts. oleellisesti jarrulevyjen määrittämässä tasossa. Jarrulevyjen 38, ja siten myös jarrukiskon 36 määrittämä taso X - Y on painotelapalkin 18 pituussuunnasta oleellisesti poikkeavassa asennossa, edullisimmin likimain koh-5 tisuorassa painotelapalkkiin nähden, jolloin jarru saadaan vaikuttamaan värähtelyn vaimennukseen sekä pystysuunnassa Y että poikkisuunnasta, joka on myös painotelapalkin pituussuunta, oleellisesti poikkeavasta suunnassa. Painotelapalkin pituussuunnasta oleellisesti poikkeava suunta on edullisesti konesuunta X. Itse painotelapalkin 18 ja painotelan 12 ja 10 rungon 16 jäykkyys on niin suuri, että painotelaan kohdistuvan dynaamisen kuormituksen aiheuttaman liike ts. värähtely välittyy oleellisesti jarru-laitteeseen. Jarrulaitteessa painotelapalkin 18 ja painotelan joustoa ja/tai vaimennusta muutetaan täten muuntamalla liike ja värähtelyenergia kitkan avulla lämmöksi.

15

[0036] Kuviossa 1 on edelleen esitetty viitenumerolla 40 tukilaitteiston pituussuuntainen vääntökeskiö eräälle tietylle konstruktiolle. Keksinnön mukaisesti vaimennusjärjestely 30 on sovitettu tukielimen ja rungon 16 välille liittymään runkoon 16 tietyn etäisyyden 42 päähän vääntökeskiös-20 tä. Tällä ratkaisulla vaikutetaan tukielimen jäykkyyteen hyvin tehokkaasti ja jäykkyyden muutoksen käytönaikainen jatkuva säätö on hyvin tehok-^ kaasti reagoivaa valmennusjärjestelmän jarrulaitteen ohjaukseen. Pää- o asiallinen syy on se, että painotelapalkin 18 käytännössä ongelmallisin § värähtelymuoto on kuviossa 1 kaarinuolella kuvattu kiertovärähtely. Etäi- 25 syys vääntökeskiöstä on edullisesti vähintään 300mm, mutta se voi olla g jopa 1000mm.

Q.

C\J

o g [0037] Jarrulaitteisto 32 järjestetään edullisesti siten, että se yhdistää

CO

g painotelapalkin 18 suoraan runkoon 16, jolloin saadaan järjestetty lisätu en 30 kipiste tuennalle, joka tukipiste on eri kuin kelkan 20 tukipisteet johteisiin 12 22. Tämä minimoi mahdollisen painotelapalkin, kelkan ja johteiden joustoa.

[0038] Vaikka kuviossa 1 ei ole sitä esitettykään, on selvää, että jarrulait-5 teistoja voi olla useita molemmissa päissä. Tällöin esimerkiksi kahdella jarrulaitteella toteutettuna ensimmäisellä jarrulaitteella vaikutetaan ko-nesuuntaiseen värähtelyyn ja toisella jarrulaitteella pystysuuntaiseen värähtelyyn. Edelleen on värähtelyn vaimennuksen kannalta edullista järjestää vaimennusjärjestely, päiden lisäksi tai vaihtoehtoisesti, painotela-10 palkin 18 sellaiseen kohtaan, jossa värähtelyn amplitudi on suurimmillaan, kuten 1. taivutusmuodon kyseessä olleessa palkin jännevälin keskelle.

[0039] Kuviossa 3 on esitetty kuvion 2 yksityiskohta A, jossa jarrulevyjen 15 38’, ja siten myös jarrukiskon 36’ määrittämä taso X’ - Y on painotelapal kin 18 pituussuunnasta oleellisesti poikkeavassa asennossa. Tämän kal-taisessakin ratkaisussa jarrulaitteen kaksi vapausastetta tasossa X’ - Y saavat aikaan sekä pystysuunnan Y, että konesuunnan X suuntaisen värähtelyn aktiivista vaimennusta.

20

[0040] Kuvioon 4 viitaten selostetaan seuraavassa keksinnön mukaista menetelmää. Rullauslaitteisto 10 käsittä käsittää tukielimen, tässä painoni telan 12, värähtelyn taajuuden ja/tai amplitudin määrittävän laitteiston, § joka on järjestetty antamaan ohjaussignaali vaimennusjärjestelyn toimin- i o 25 nan ohjaamiseksi rullauslaitteiston käytön ja/tai tukielimen liikkeen aikain na. Mainittu laitteisto käsittää tärinä- ja/tai voima-anturin 52 painotelapal-

CL

^ kin 18 voimalaitteen 24 liitynnässä. Anturi 52 on yhdistetty ohjausjärjes- o g telmään 50. Anturin 52 avulla rekisteröidään painotelan 18 värähtelyä

CO

§ sekä sen kuiturainarullaan 11 kohdistamaa nippivoimaa. Järjestely käsit-

C\J

30 tää myös järjestelyn rullan 11 halkaisijan määrittämiseksi, joka tässä ta- 13 pahtuu voimalaitteen 24 yhteydessä olevan paikka-anturin 54 avulla välillisesti.

[0041] Keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti tukielimen, tässä 5 painotelan 12 ja painotelapalkin 18, jousto ja/tai vaimennus on järjestetty muutettavaksi rullauslaitteistolla rullattavan rullan 11 halkaisijan funktiona. Rullaustapahtumassa rullan halkaisijaa määritetään oleellisesti jatkuvasti ja jarrulaitteiston 30 jarruvoimaa ohjataan rullan halkaisijan perusteella. Tällöin järjestelmässä on tallennettuna eri kuiturainalaatujen ja 10 ajotapojen kokemusperäiset värähtelyominaisuudet eri rullan halkaisijoilla. Ohjaamalla jarrulaitteistoa 30 halkaisijatiedon perusteella käytetään rullauslaitteistoa siten, että tukielimen ominaistaajuus muutetaan jarru-laitteistoa käyttämällä sellaiseksi, että se ei ole sama kuin kulloinenkin rullan pyörimistaajuus.

15

[0042] Kuiturainarullalla on sen ominaisuuksista riippuen tietyt tunnetut pyörimistaajuudet, joissa ilmenee erityisen voimakasta värähtelyä. Keksinnön mukaisesti rullauslaitteistoa ajetaan siten, että tukielimen värähte-lyominaisuuksia ja/tai -vaimennusta säädetään rullan pyörimistaajuuden 20 perusteella siten, että rullan pyörimistaajuuden saapuessa lähelle rullan pyörimistaajuusaluetta, jolla esiintyy voimakasta värähtelyä, tukielimen ^ värähtelyominaisuuksia muutetaan siten, että tukielimen värähtelyn omi- o naistaajuus poikkeaa rullan kulloinkin vallitsevasta tärinäalueen taajuu- g desta. Tämä pyörimistaajuus voidaan määrittää oleellisesti reaaliaikai- ° 25 sesti tai hyödyntää lajikohtaisia rullahalkaisijaan perustuvia aiempia mit- g tauksia ja soveltaa menetelmään rullahalkaisijaperusteisesti. Tällä tavoin

CL

^ itse rullausnopeutta ei tarvitse muuttaa, kuten on esitetty esimerkiksi jul- o g kaisussa Fl 101283 on esitetty, vaan ohjataan aktiivisesti liikuteltavissa

CO

§ olevan tukielimen värähtelyominaisuuksia. Eräs tietty menettely on se,

C\J

30 että tukielimen tuentajäykkyyttä muutetaan siten, että tukielimen ja rullien 14 värähtelyn ominaistaajuus poikkeaa rullan sen hetkisestä herätetaajuu-desta. Tällä tavoin voidaan välttää tilanne, jossa tukielimen ja rullien ominaistaajuus olisi liian lähellä rullan pyörimistaajuutta, jolloin estetään tukielimen ja rullien värähtelyn herääminen aktiivisella säädöllä tarvitse-5 matta muuttaa rullauslaitteiston pyörimisnopeutta.

[0043] Kuvion 3 suoritusmuodon jarrulaitteistoa 30 voidaan ohjata keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti toimimaan pulssimaisesti. Tällöin jarrulaitteiston pulssitaajuus ohjataan sopivaksi siten, että jarrulait-10 teisto sallii käytännössä tietyn hitaan liikenopeuden. Pulssitaajuutta kasvattamalla mahdollistuu nopeampi liike ja taajuutta vähentämällä mahdollinen liikenopeus pienenee. Käytännössä tämä havaitaan keksinnön mukaisessa järjestelyssä värähtelyn vaimenemisena.

15 [0044] Jarrulaitteiston kiinnioloaika mitoitetaan edullisesti siten, että sen aikana rakenteiden jännitykset kasvavat oleellisesti vähemmän kuin niin niiden kestävyys mahdollistaisi, jolloin aina jarrulaitteiston ollessa auki voimat vapautuvat ja jarru asettuu palkin aseman määräämään asemaan.

20

[0045] Joissakin tapauksissa jarrulaitetta voidaan ajaa myös siten, että ^ rullauksen edetessä on koko ajan tietty, kevyt jarrutus päällä, jolloin vä- ° rähtelyä muuntuu kitkan avulla lämmöksi jatkuvasti, ώ cp ° 25 [0046] Kuviossa 5 on esitetty eräs toinen keksinnön mukainen suoritus- muoto, joka perusosiltaan vastaa kuvion 1 suoritusmuotoa ja se toimii ^ periaatteellisesti kuten kuvion 1 laitteisto. Kuviossa 5 on käytetty kuvion o g 1 viitenumerointia vastaavista elementeistä. Tässä esitetty suoritus ero- 00 § aa kuvion 1 suoritusmuodosta siten, että jarrukisko 36 on erisuuntainen

CVJ

30 kuin painotelapalkin 18 liikerata siten, että vaimennusjärjestely 30 on so- 15 vitettu tukielimen ja rungon 16 välille liittymään runkoon 16 muuttuvan etäisyyden 42 päähän vääntökeskiöstä. Tässä suoritusmuodossa etäisyys 42 kasvaa painotelan 12 liikesuunnassa poispäin kantoteloilta 13, 14. Tällä tavoin painotelapalkin jäykkyys kasvaa rullan halkaisijan kasva-5 essa. Jos kuiturainan, rullauslaitteiston tai toteutettavan prosessin ominaisuudet niin vaativat, voi edellä kuvattu riippuvuus olla myös toisin päin. Kuvion 5 suoritusmuotoa voidaan edelleen kehittää siten, että etäisyys 42 on säädettävissä painotelapalkin 18 asemasta riippumatta esimerkiksi järjestämällä jarrukisko siirrettäväksi tai kierrettäväksi toisen 10 päänsä ympäri.

[0047] Kuviossa 6a -6c on havainnollistettu värähtelyilmiöitä, joita keksinnön mukaisella ratkaisulla voidaan minimoida. Kuviossa 6a painotelan 12 käsittävä painotelapalkki 18 on herännyt konesuuntaiseen vääntövä-15 rähtelyyn, jonka vääntökeskiö 40 on palkin 18 yläpuolella. Kuviossa 6b on esitetty tilanne, jossa vääntövärähtelyn vääntökeskiö 40 on painotelapalkin alapuolella ja vastaavasti kuviossa 6c vääntövärähtelyn vääntö-keskiö 40 on painotelapalkin 18 poikkileikkauksen alueella. Keksinnön mukaisella ratkaisulla voidaan vaikuttaa kaikkiin näihin eri värähtelymuo-20 töihin.

w [0048] Kuviossa 7 on esitetty eräs keksinnön suoritusmuodon mukaisen g rullauslaitteiston painotelapalkki 18 sovitettuna kelkkaan 20. Yhdistämi- § nen on toteutettu siten, että painotelapalkin päissä on tapit 110, jotka on i g 25 sovitettu hoikkien 120 välityksellä kelkkaan 20. Holkit ovat joustavasta ja/tai vaimentavasta materiaalista, jolloin ne toimivat painotelapalkin 18

CL

jousto- ja/tai vaimennusjärjestelynä.

o

CO

m co g [0049] Kuviossa 8 on havainnollistettu erään painotelanpalkin värähtely-

<M

30 taajuuden f käyttäytymistä rullahalkaisijan 0 funktiona. Katkoviivalla 80 16 on kuvatta tekniikantason mukaista prosessia, jossa rullahalkaisija kasvaa arvoon 0f. Tunnetun tekniikan mukaisessa ratkaisussa sijoittuu rullattavan rullakoon määräämän alueen sisään haitallinen värähtely piikki f max, kun taas keksinnön mukaista järjestelyä käyttämällä voidaan mainit-5 tu taajuuden piikki fmax, siirtää rullattavien rullien maksimikoon ulkopuoliselle alueelle, kuten käyrä 82 osoittaa.

[0050] On huomattava, että edellä on esitetty vain muutamia keksinnön edullisimpia suoritusmuotoja. Siten on selvää, että keksintö ei ole rajoi-10 tettu edellä esitettyihin suoritusmuotoihin, vaan sitä voidaan soveltaa monin tavoin oheisten vaatimusten määrittämissä puitteissa. Joissakin sovelluksissa voidaan jarrulaitteiston sijaan tai lisäksi käyttää myös, pyörrevirtaan tai viskoosivaimennukseen perustuvaa tekniikkaa keksinnön määrittämällä tavalla. Eri suoritusmuotojen yhteydessä esitettyjä 15 piirteitä voidaan keksinnön perusajatuksen puitteissa niin ikään käyttää muiden suoritusmuotojen yhteydessä ja/tai yhdistellä esitetyistä piirteistä erilaisia kokonaisuuksia, mikäli niin halutaan ja tekniset mahdollisuudet tähän ovat olemassa.

C\J

δ c\j i oo o o C\l

X

cc

CL

CM

O

CD

m 00 o o

CM

Claims (28)

1. Kuiturainan rullauslaitteisto (10), joka käsittää ainakin yhden rullauksessa rullaa (11) pinnasta tukevan painotelan (12), joka on liikutelta- 5 vasti tuettu tukirakenteeseen (16) painotelan liikeradan määräävillä ohja-uselimillä (20, 22), ja jousto- ja/tai vaimennusjärjestelyn (30), joka käsittää värähtelyenergiaa kitkan avulla lämmöksi muuttavan järjestelyn (32) sovitettuna painotelan (12) ja rullauslaitteiston runko-osan (16) välille, tunnettu siitä, että rullauslaitteiston jousto- ja/tai vaimennusjärjestely 10 (30) mahdollistaa painotelan jouston ja/tai vaimennuksen muuttamisen ainakin kahdessa eri suunnassa/vapausasteessa rullauslaitteiston käytön ja/tai painotelan liikkeen aikana.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kuiturainan rullauslaitteisto, 15 tunnettu siitä, että jousto- ja/tai vaimennusjärjestely (30) on sovitettu vaikuttamaan konesuuntaiseen värähtelyyn.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kuiturainan rullauslaitteisto, tunnettu siitä, että jousto- ja/tai vaimennusjärjestely (30) on sovitettu 20 vaikuttamaan painotelan pituussuuntaisen kiertymisen värähtelyyn.

^ 4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kuiturainan rullauslaitteisto, ° tunnettu siitä, että jousto- ja/tai vaimennusjärjestely (30) on sovitettu § vaikuttamaan ainakin kahdessa translaatio- ja/tai ainakin yhdessä ro- i 0 25 taatiovapausasteessa. CC CL

^ 5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kuiturainan rullauslaitteisto, o g tunnettu siitä, että rullauslaitteisto käsittää painotelan värähtelyn taajuu- 00 § den ja/tai amplitudin määrittävän laitteiston (50, 52), joka on järjestetty C\J antamaan ohjaussignaali vaimennusjärjestelyn toiminnan ohjaamiseksi rullauslaitteiston käytön ja/tai painotelan liikkeen aikana.

6. Patenttivaatimuksen 4 mukainen kuiturainan rullauslaitteisto, 5 tunnettu siitä, että vaimennusjärjestely (50,52) käsittää voimaelimet kompensoimaan vaimennusjärjestelyn vaikutusta oleellisesti pystysuunnassa.

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kuiturainan rullauslaitteisto, 10 tunnettu siitä, että rullauslaitteisto käsittää mittaus- ja takaisinkytkentä- laitteiston vaimennusjärjestelyn ohjaamiseksi.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen kuiturainan rullauslaitteisto, tunnettu siitä, että mittaus- ja takaisinkytkentälaitteisto (50, 52) on järjes- 15 tetty ohjaamaan rullausta ennalta määrätyn mallin mukaisesti.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen kuiturainan rullauslaitteisto, tunnettu siitä, että mittaus- ja takaisinkytkentälaitteisto (50, 52) on järjestetty ohjaamaan rullausta ennalta määritettyjen tila-arvopisteiden avulla. 20

10. Patenttivaatimuksen 7 mukainen kuiturainan rullauslaitteisto, ^ tunnettu siitä, että rullauslaitteisto käsittää adaptiivisen mittaus- ja ta- o kaisinkytkentälaitteiston vaimennusjärjestelyn ohjaamiseksi. i CO o o 25

11. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kuiturainan rullauslaitteisto, £ tunnettu siitä, että painotelan jousto ja/tai vaimennus on järjestetty muu- CL ^ tettavaksi rullauslaitteistolla rullattavan rullan (11) halkaisijan funktiona, o CD m oo o o c\j

12. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kuiturainan rullauslaitteisto, tunnettu siitä, että rullauslaitteiston painotela (12) on järjestetty tukemaan samanaikaisesti useaa rullauslaitteistossa rullattavaa rullaa (11).

13. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen kuiturainan rul lauslaitteisto, tunnettu siitä, että rullauslaitteisto (10) on kantotelarullain.

14. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kuiturainan rullauslaitteisto, tunnettu siitä, että vaimennusjärjestely käsittää ainakin yhden säädettä- 10 vän jarrulaitteiston (32).

15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen kuiturainan rullauslaitteisto, tunnettu siitä, että jarrulaitteisto (32) käsittää tukielimeen yhteydessä olevan ainakin yhden levyjarrusatulan (34), ja että rullauslaitteiston run- 15 koon on järjestetty tukielimen liikeradalle ainakin yksi jarrukisko (36) siten, että tukielimen kaikissa asemissa jarrukisko on levyjarrusatulan toiminnallisessa yhteydessä.

16. Patenttivaatimuksen 15 mukainen kuiturainan rullauslaitteisto, 20 tunnettu siitä, että jarrukiskon (36) tason suunta poikkeaa oleellisesti rullauslaitteiston poikkisuunnasta. C\J

17. Patenttivaatimuksen 15 mukainen kuiturainan rullauslaitteisto, § tunnettu siitä, että jarrukiskon (36) tason suunta on oleellisesti ko- i 0 25 nesuuntainen. CC CL

^ 18. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kuiturainan rullauslaitteisto, o g tunnettu siitä, että vaimennusjärjestely on sovitettu painotelan (12) ja CO § rullauslaitteiston runko-osan välille siten, että liityntä runko-osaan on tu- CVJ 30 kielimen pituussuuntaisen vääntökeskiön ulkopuolella.

19. Menetelmä kuiturainan rullaamiseksi rullauslaitteistolla (10), joka käsittää ainakin yhden rullauksessa rullaa pinnasta tukevan painote-lan (12), jossa menetelmässä painotelalla tuetaan muodostuvaa rullaa 5 (11) sen pinnasta ja samanaikaisesti ylläpidetään ennalta määrättyä rul laan kohdistuvaa tukivoimaa, ja jossa menetelmässä värähtelyenergiaa muutetaan kitkan avulla lämmöksi (32) painotelan ja rullauslaitteiston runko-osan välille sovitetulla vaimennusjärjestelyllä (30), tunnettu siitä, että rullauksen aikana painotelan värähtelyominaisuuksia ja/tai -10 vaimennusta säädetään muuttamalla painotelan joustoa ja/tai vaimennusta kahdessa eri suunnassa

20. Patenttivaatimuksen 19 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että painotelan värähtelyn taajuutta ja/tai amplitudia määritetään rullauk- 15 sen aikana ja että painotelan värähtelyominaisuuksia ja/tai -vaimennusta säädetään tukielimen värähtelyn taajuutta ja/tai amplitudin perusteella.

21. Patenttivaatimuksen 19 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että painotelan värähtelyominaisuuksia ja/tai -vaimennusta säädetään 20 rullan pyörimistaajuuden perusteella siten, että rullan pyörimistaajuuden saapuessa lähelle rullan pyörimistaajuusaluetta, jolla esiintyy voimakasta ^ värähtelyä, painotelan värähtelyominaisuuksia muutetaan siten, että tu- o kielimen värähtelyn ominaistaajuus poikkeaa rullan kulloinkin vallitsevas- § ta tärinäalueen taajuudesta. i o 25 cvj

£ 22. Patenttivaatimuksen 19 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, CL ^ että painotelan joustoa ja/tai vaimennusta muutetaan vaimennusjärjeste- o g lyllä (30), joka on sovitettu tukielimen ja rullauslaitteiston runko-osan vä- 00 § lille siten, että vaimennusjärjestelyn liityntä runko-osaan on tukielimen CVJ 30 pituussuuntaisen vääntökeskiön ulkopuolella.

23. Patenttivaatimuksen 19 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että painotelan (12,) joustoa ja/tai vaimennusta muutetaan vaimennusjär-jestelyssä (30) muuntamalla värähtelyenergia kitkan avulla lämmöksi. 5

24. Patenttivaatimuksen 23 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaimennusjärjestely (30) käsittää jarrulaitteiston (32), jossa on pai-notelaan yhteydessä oleva ainakin yksi levyjarrusatula (34), ja rullausla.it-teiston runkoon järjestetty tukielimen liikeradalle ainakin yksi jarrukisko 10 (26) siten, että tukielimen kaikissa asemissa levyjarrusatula kulkee jarru- kiskolla rullauksen aikana.

25. Patenttivaatimuksen 24 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jarrulaitteiston (32) jarruvoimaa säädetään jatkuvasti rullan pyörimis- 15 taajuuden perusteella.

26. Patenttivaatimuksen 24 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jarrulaitteiston (32) jarruvoimaa säädetään jatkuvasti tukielimen tärinämittauksen perusteella. 20

27. Patenttivaatimuksen 24 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, ^ että jarrulaitteiston (32) jarruvoimaa säädetään muuton halkaisijaprofiilin ^ perusteella. ώ cp ° 25

28. Patenttivaatimuksen 24 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, g että jarrulaitteistoa (32) ajetaan jaksottaisesti siten, että jarrulaitteisto on ^ joko oleellisesti lukitussa tilassa tai oleellisesti vapautetussa tilassa, ja o g että menetelmässä säädetään näiden tilojen voimassaoloaikoja ja/tai CO § voimassaoloaikojen suhdetta. C\J 30