FI123268B - Menetelmä ja sovitelma kuiturainakoneella sekä ohjelmistotuote - Google Patents

Description

MENETELMÄ JA SOVITELMA KUITURAINAKONEELLA SEKÄ OHJELMISTOTUOTE

Keksinnön kohteena on menetelmä kuiturainakoneella, jossa menetelmässä kuiturainakoneeseen kuuluvalla kudoksella tuetaan 5 kuiturainakoneella valmistettavaa rainaa, ja jossa menetelmässä muutetaan kudoksen sijaintia kuiturainakoneen poikkisuunnassa. Keksinnön kohteena on myös menetelmä kuiturainakoneella sekä ohjelmistotuote.

10 Suomalaisessa patenttihakemuksessa numero 891386 esitetyssä tunnetussa tekniikassa kuiturainakoneen kudoksia oskilloidaan vakioamplitudilla tai oskillointia ei ole lainkaan. Kuiturainakoneen puristinosalla kudokset ovat puristinhuopia, jotka kulkevat ainakin yhden puristinnipin kautta. Oskilloinnissa 15 esimerkiksi yhdellä ohjaustelalla kudosta ajetaan koneen poikkisuunnassa. Toisin sanoen kudoksen sijainti kuiturainakoneen poikkisuunnassa muuttuu, millä esimerkiksi pyritään estämään kudosta kannattelevien telojen epätasainen kuluminen. Ohjauste-laa siirretään liikutusvälineillä, joissa on ohjausvälineet 20 halutunsuuruisen liikkeen aikaansaamiseksi. Puristinosan lisäksi kudoksia voidaan oskilloida myös puristinosaa edeltävällä muodostusosalla samoin kuin puristinosaan seuraavalla kuiva-tusosalla. Sovelluksesta riippumatta kudos ainakin osamatkaltaan tukee kuiturainakoneella valmistettavaa rainaa. Oskillointi 25 esitetään myös suomalaisessa patentissa numero 100412.

Käytännössä kudoksen leveys muuttuu ajotilanteen mukaan ja kudos C\l £ myös elää kuiturainakoneen poikkisuunnassa. Toisin sanoen cm ....

kudoksen sijainti kuiturainakoneen keskilinjan suhteen voi O) ? 30 vaihdella. Lisäksi varsinkin puristinhuopa muokkautuu kulkies-

LO

° saan puristinnipin kautta. Tällöin kudosta oskilloitaessa, mutta

X

£ myös ilman oskillointia, voi ilmetä satunnainen ongelmatilanne, co Kyseisessä ongelmatilanteessa rainan reunat menevät ajoittain cd kudoksen sellaiselle alueelle, jossa rainaa ei ole koskaan ennen δ 35 ollut tai raina on ollut kyseiseltä alueelta pitkän aikaa

CM

poissa. Käyttämätön tai pitkään käyttämättä ollut alue poikkeaa ominaisuuksiltaan muusta kudoksen alueesta. Tällöin kudoksen reunoille muodostuu epäjatkuvuuskohta, jonka päällä rainan reuna 2 vaurioituu. Varsinkin puristinosalla muodostunut reunavaurio johtaa usein rainan katkeamiseen ennemmin tai myöhemmin.

Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada kuiturainakoneelle 5 uudenlainen menetelmä, jolla voidaan välttää edellä mainittu ongelmatilanne. Lisäksi keksinnön tarkoituksena on aikaansaada kuiturainakoneelle uudenlainen sovitelma, joka soveltuu erilaisille kudoksille ja joka toimii kudoksessa tai kuiturainakonees-sa tapahtuvista muutoksista huolimatta. Edelleen keksinnön 10 tarkoituksena on aikaansaada uudenlainen ohjelmistotuote, joka soveltuu erilaisille kuiturainakoneille ja jota voidaan käyttää kudoksen sijainnin muutoksen ohjaamiseen. Tämän keksinnön mukaisen menetelmän tunnusomaiset piirteet ovat, että sijaintia muutetaan oskilloinnilla, jonka amplitudi pidetään niin suurena, 15 että rainan vaikutusalue kudokseen on leveämpi kuin rainan leveys koko kudoksen eliniän aikana. Vastaavasti keksinnön mukaisen sovitelman tunnusomaiset piirteet ovat, että ohjausvälineet on sovitettu käyttämään liikutusvälineitä oskilloiden, ja oskilloinnin amplitudi on sovitettu pidettäväksi niin suurena, 20 että rainan vaikutusalue kudokseen on leveämpi kuin rainan leveys koko kudoksen eliniän aikana. Keksinnön mukaisella menetelmällä saadaan estettyä kudoksen reunan osuminen epäjatkuvuuskohtaan. Lisäksi epäjatkuvuuskohdan muodostuminen voidaan jopa estää tai ainakin pienentää sen eroavuutta muuhun kudok-25 seen. Tällöin voidaan välttää rainan reunan vauriot ja siten ^ vältytään ratakatkoilta. Sovitelma on yksinkertainen ja varma- ^ toiminen ilman monimutkaisia laitteistoja. Ohjelmistotuote on V helposti liitettävissä jo olemassa oleviin kuiturainakoneisiin m ja liikutusvälineisiin.

I 30 LO Keksintöä kuvataan seuraavassa yksityiskohtaisesti viittaamalla cö oheisiin eräitä keksinnön sovelluksia kuvaaviin piirroksiin, o joissa

CM

35 Kuva 1 esittää osan kuiturainakoneen puristinosasta varustettuna keksinnön mukaiselle sovitelmalla, 3

Kuva 2 esittää keksinnön mukaista menetelmää periaatteellisesti .

Kuvassa 1 esitetään kuiturainakoneen puristinosaa. Tässä konsep-5 tissa on kaksi puristinnippiä, joista ylempi muodostuu kahden telan 10 ja 11 välille. Kyseisen puristinnipin kautta on johdettu myös puristinkudos, yleisemmin kudos 12, joka on tuettu johtoteloin 13 ja 13'. Puristinkudos on tavallisesti puristin-huopa, joka on kosketuksissa märän rainan kanssa. Toisin sanoen 10 kuiturainakoneeseen kuuluvalla kudoksella tuetaan kuiturainako-neella valmistettavaa rainaa. Raina 14 esitetään ainoastaan kuvassa 2. Sovitelmaan kuuluu lisäksi liikutusvälineet 16 kudoksen 12 sijainnin muuttamiseksi kuiturainakoneen poikkisuun-nassa CD. Menetelmässä siis muutetaan kudoksen 12 sijaintia 15 kuiturainakoneen poikkisuunnassa CD.

Tavallisesti liikutusvälineet muodostuvat kudosohjaimesta 17, joka on sijoitettu yhden johtotelan 13' yhteyteen. Liikutusväli-neillä telan päätä voidaan siirtää esimerkiksi ±60 mm, mutta 20 käytännössä ohjauskäytössä johtotelan liike on vain muutamia millimetrejä. Ohjauskäytössä kudosohjain pitää kudoksen halutulla kohdalla kuiturainakoneen keskilinjan tai reunan suhteen. Kudosohjainta voidaan myös oskilloida, jolloin tarkoituksella kudoksen sijaintia muutetaan kuiturainakoneen poikkisuunnassa. 25 Sovitelmaan kuuluu myös ohjausvälineet 18 yhdistettynä liikutus-g välineisiin 16. Ohjausvälineet seuraavat kudosta ja käyttävät ^ tarvittaessa liikutusvälineitä kudoksen ohjaamiseen ja/tai "7" oskillointiin. Keksinnön mukaan ohjausvälineet 18 on sovitettu

LO

käyttämään liikutusvälineitä 16 oskilloiden. Lisäksi oskilloin-x £ 30 nin amplitudi 19 on sovitettu pidettäväksi niin suurena, että LO rainan 14 vaikutusalue 20 kudokseen 12 on leveämpi kuin rainan co 14 leveys 21 koko kudoksen 12 eliniän aikana.

δ

(M

Keksinnön mukaan siis kudoksen sijaintia muutetaan oskilloinnil-35 la, jonka amplitudi 19 pidetään niin suurena, että rainan 14 vaikutusalue 20 kudokseen 12 on leveämpi kuin rainan 14 leveys 4 21 koko kudoksen 12 eliniän aikana. Tällöin raina on aina kudoksen sellaisella alueella, jolla se on jo ollut. Siten vältetään rainan reunan osuminen alueelle, jolla se ei ole ollut koskaan tai ainakaan pitkään aikaan. Näin ollen vältetään rainan 5 reunan vaurioituminen ja sitä kautta ainakin osa ratakatkoista.

Kuvassa 2 esitetään havainnollisesti rainaa 14 ja kudosta 12, kun kudosta oskilloidaan. X-akselilla on aika ja Y-akselilla kuiturainakoneen poikkisuunta CD. Kuiturainakoneita ovat esimer-10 kiksi paperi- ja kartonkikoneet. Kuvassa 2 esitetään kudoksen 12 käyttäytymistä sen eliniän aikana. Selvyyden vuoksi kudoksen elinikä on esitetty eri mittakaavassa kuin kudoksen oskillointi, jota kuvaa keskellä oleva porraskuvaaja. Lisäksi oskilloinnin kuvaajaa on liioiteltu kudoksen reunan liikkeisiin nähden, jotta 15 amplitudin muutokset erottuisivat selvemmin. Käytännössä kudoksen elinikä voi olla useita viikkoja, kun taas kudosta oskilloi-taessa ajanjaksot ovat yleensä minuutteja tai tunteja. Tällöin kudoksen eliniän aikana oskillointisyklejä voi olla satoja, vaikka kuvassa 2 niitä esitetään vain kymmenkunta. Vinoviivoi-20 tettu alue on rainan 14 vaikutusalue 20 kudokseen 12. Luonnollisesti tätä aluetta on koko rainan peittämä alue ja oskilloinnin takia vaikutetut alueet. Puristinhuovalla kudos tulee vaikuttuneeksi, kun se yhdessä rainan kanssa kulkee puristinnipin kautta. Tällöin huopa tiivistyy siltä alueelta, kun taas ulko-25 puoliset alueet jäävät paksummiksi. Tällöin kudokseen voi syntyä ^ epäjatkuvuuskohta. Keksinnön mukaisella menetelmällä rainan

CM

, osuminen tällaiseen epäjatkuvuuskohtaan voidaan välttää, jolloin "Ί" estetään ratakatkot. Vastaavasti käytetyllä kudoksella pitkään

LO

rainan vaikuttamaton alue voi olla likaantunut eri tavalla tai

X

£ 30 vaikutetun ja vaikuttamattoman alueen rajalla kudos on rispaan- lo tunut. Tällöinkin muodostuu epäjatkuvuuskohta, johon rainan cd osuminen voidaan nyt välttää oskilloinnin avulla.

δ

CM

Keksinnön mukaan oskilloinnin amplitudia 19 muutetaan jatkuvasti 35 kudoksen 12 leveyteen 22 verrannollisesti. Toisin sanoen otetaan huomioon kudoksen leveyden muutokset. Kudoksen leveys 22 esite- 5 tään kuvassa 2 ja kudoksen 12 reunoja 23 esitettään katkoviivalla, joka näyttää reunojen keskimääräisen paikan reunojen oskil-lointiliikkeen puolessa välissä. Kudoksen leventyessä voidaan ja itse asiassa keksinnön mukaan pitääkin oskilloinnin amplitudia 5 suurentaa, jotta rainan vaikuttama alue kudoksessa säilyy riittävän isona. Vastaavasti kudoksen kaventuessa amplitudia pienennetään. Kudoksen leveys voi muuttua eri syistä ja käyttöiän aikana kudos pääsääntöisesti kapenee. Dynaamisia leveyden muutoksia aiheuttaa muun muassa niin sanottu karvinkääntö, jossa 10 kudoksen sauman suuntaa tarkoituksella muutetaan. Poikkeuttamalla kohtisuoraa karvia kudos kapenee. Tämä otetaan myös huomioon oskilloinnissa, jolloin reunarisat voidaan välttää. Tämän toiminnon toteuttamiseksi sovitelmaan edelleen kuuluu anturivä-lineet 24 kudoksen 12 leveyden määrittämiseksi ja anturivälineet 15 24 on takaisinkytketty ohjausvälineisiin 18. Tällöin koko sovitelma sopeutuu kuhunkin käyttötilanteeseen ja karvinkääntöä ja oskillointia voidaan hyödyntää ilman pelkoa ylimääräisistä ratakatkoista. 1 2 3 4 5 6

Lisäksi menetelmässä on otettu huomioon rainan loittoneminen 2 kudoksen käyttämättömästä alueesta kudoksen vanhetessa. Oskil 3 loinnin amplitudia 19 nimittäin pienennetään kudoksen 12 eliniän 4 aikana siten, että rainan 14 reuna 15 loittonee rainan 14 5 vaikutusalueen 20 ulkopuolisesta reunasta 20'. Kuvassa 2 oskil- 6 loinnin pienenemisen havaitsee kudoksen reunan liikkuman matkan ^ pienenemisestä samoin kuin keskellä olevan, amplitudia kuvaavan ^ porraskuvion pienenemisestä.

LO

Tunnetussa tekniikassa kudosta ajetaan hitaasti koko ajan x £ 30 edestakaisin. Tämä johtaa siihen, että rainan vaikutusalueen LO uloimmat osat kokevat liian vähän kulutusta, jolloin oskilloin- cd nin äärilaidat ovat herkimpiä aiheuttamaan vian rainan reunaan, δ Lisäksi kudos käy näillä alueilla usein ja riippumatta kudoksen

CM

muista leveyteen vaikuttavista tekijöistä. Sen sijaan keksinnön 35 mukaan oskilloinnissa vaihdetaan kudoksen 12 sijainti nopeasti kuiturainakoneen laidalta toiselle. Tällöin maksimoidaan aika, 6 jona raina vaikuttaa kudoksen reuna-alueisiin. Vaikutus lisääntyy, kun laidalta toiselle vaihdon jälkeen kudos 12 pidetään kyseisellä laidalla ennen seuraavan laidanvaihtoa. Tällöin muodostuu kuvassa 2 esitetty porraskuvaaja. Edelleen on mahdol-5 lista, että pidon aikana oskilloidaan pienellä amplitudilla. Tätä pientä liikettä ei ole kuvan 2 kuvaajassa esitetty.

Menetelmän mukainen oskillointi voidaan mitoittaa tapauskohtaisesti ja siten voidaan tarpeen mukaan säätää dynaamisesti. 10 Yleisesti sanottuna nopea puolenvaihto kestää 2 - 15, edullisesti 4 - 10 minuuttia. Vastaavasti pito kestää 0,5 - 12,0, edullisemmin 0,75 - 6 tuntia. Joka tapauksessa vaihto kestää huomattavasti lyhyemmän ajan kuin pito, jolloin kudoksen reuna-alueet tulevat varmasti rainan vaikuttamiksi.

15

Monissa puristinsovelluksissa kudoksena 12 käytetään kahta saman puristinnipin 25 kautta kulkevaa puristinhuopaa 12. Tällöin raina kulkee puristinnipin kautta kahden puristinhuovan välissä. Keksinnön mukaan molempien puristinhuopien oskilloinnit synk-20 ronoidaan, jolloin kudokset tulevat tasaisesti vaikuttuneiksi. Synkronointi voidaan toteuttaa siten, että oskilloinnit kulkevat samaan tahtiin. Tosin vastakkaisissa tahdeissa olevat oskilloinnit ovat mahdollisia. Ehkä paras vaihtoehto on synkronoida oskilloinnit limittäin vastakkaisiin tahteihin, jolloin raina ei 25 ainakaan samanaikaisesti osu molemmissa kudoksissa oleviin ^ epäjatkuvuuskohtiin. Osuminen on kuitenkin epätodennäköistä, jos ^ oskillointi on säädetty ja oskillointia on käytetty alusta V alkaen keksinnön mukaisella tavalla.

LO

X

£ 30 Keksinnön mukaisessa menetelmässä kudosta oskilloidaan dynaami- ir) sesti kudoksen leveyden mukaan. Toisin sanoen muutokset kudoksen co <ö leveydessä otetaan tiedostetusti huomioon. Edullisesti oskil- o lointi on automaattista, jolloin sovitelma sopeutuu olosuhteiden

CNJ

ja erityisesti kudoksen ominaisuuksien, varsinkin leveyden 35 muutoksiin. Oskillointi ja kudoksen leveysmittaus voidaan tehdä esimerkiksi nykyisellä kudoksenohjauslaitteella, jonka valmista- 7 jän kauppanimi on UltraEdge. Kudoksenohjauslaite voidaan yhdistää esimerkiksi kuiturainakoneen koneenohjausjärjestelmään 26, johon sisällytetään keksinnön mukaisen menetelmän vaiheet suorittamaan järjestetyt ohjelmakoodielementit käsittävä ohjel-5 mistotuote. Kehittyneissä laitteissa ohjelmistotuote voidaan sisällyttää kudoksenohj auslaitteeseen.

Keksinnön mukaista menetelmää ja sovitelmaa hyödyntämällä ratakatkot vähenevät oleellisesti, koska esimerkiksi kudoksen 10 luonnollisten leveysmuutosten aiheuttamat rainan reunan siirtymiset rainan aiemman vaikutusalueen ulkopuolelle vältetään. Puristinosalla esimerkiksi imutelojen tyhjöjen muutokset, nippikuorman muutokset, kosteusmuutokset, karvinkääntö sekä puristinhuovan itsensä tyypillinen kaventuminen eliniän aikana 15 aiheuttavat sekä nopeita että hitaita puristinhuovan leveyden muutoksia. Yleisesti sanottuna kudoksen leveysmuutos on jatkuvaa ja useasti nopeaakin, joten dynaaminen ja automaattinen reagointi, siis keksinnön mukainen oskilloinnin ja sen amplitudin säätäminen on tärkeää.

20

Keksinnön teoriaa käytännössä testattaessa huomattiin sen paikkaansa pitävyys. Jälkikäteen mittaustietoja yhdistelemällä huomattiin, että kudoksen ja rainan reunojen läheneminen ajoittuu usein samaan aikaan ratakatkon kanssa. Lähenemiseen voi 25 vaikuttaa kudoksen muutokset, karvinkääntö ja kudosten oskil-^ lointi yhdessä ja/tai erikseen. Nyt keksinnön mukaisella mene- ^ telmällä ja sovitelmalla kyseisiä ongelmatilanteita, joissa V rainan reuna menee käyttämättömälle tai pitkään käyttämättömälle tn kudoksen alueelle voidaan välttää, jolloin ratakatkot vähenevät

X

£ 30 huomattavasti. Käytännössä jo kudoksen oskilloinnin amplitudin LO automaattisella muutoksella kudoksen leveysmuutosta vastaavalla S määrällä voidaan ongelmatilanteet välttää. Samalla karvinkääntä- o jää voidaan ajaa pelkästään seuraamalla värähtelyltä. Toisin

CM

sanoen karvinkääntö voidaan tehdä värähtelyjen perusteella, kun 35 kudosohjain huolehtii siitä, että rainan reuna ei mene koskaan 8 liian lähelle kudoksen reunaa ja jo alusta alkaen kudoksen reuna-alueet tulevat vaikuttuneiksi rainasta.

Käytännössä kudoksen eliniän alussa oskilloinnin on oltava niin 5 suurta, että oskilloinnista aiheutuva rainan vaikuttu-ma/kuluttama alue kudoksen koko eliniän aikana on leveämpi kuin rainan leveys tilanteessa, jossa kudos on kapeimmillaan. Tällöin raina ei mene koskaan vaikuttamattomalle/kulumattomalle alueelle. Lisäksi oskillointia pienennetään hitaasti kudoksen le-10 veydestä lasketusta arvosta niin, että oskilointialue kapenee koko kudoksen eliniän. Tällöin rainan reuna loittonee koko kudoksen eliniän vaikuttamattomasta/kulumattomasta alueesta.

Käytännössä kudoksen dynaaminen automaattinen oskillointi 15 kudoksen leveyden mukaan voidaan toteuttaa esimerkiksi seuraavasti. Uuden kudoksen leveys on 10000 mm ja oskilloinnin amplitudi esimerkiksi 70 mm. Tällöin kudoksen reunojen välinen maksimietäisyys on 10070 mm. Rainan leveys pysyy oleellisesti vakiona. Käytössä kudos voi kaventua esimerkiksi 50 mm, jolloin 20 kudoksen leveys on 9950 mm. Kudoksen kapeneminen otetaan huomioon pienentämällä oskillointia vastaavalla määrällä. Tällöin oskilloinnin amplitudiksi asetetaan 20 mm. Tarvittava amplitudin muutos riippuu myös rainan kapeudesta eli kudoksen ja rainan leveyksien suhteesta. Pitkän aikavälin muutoksen lisäksi sovi-25 telma sopeutuu hetkittäisiin ja nopeisiin kudoksen leveyden >- muutoksiin.

o

(M

LO

X

CC

CL

to

CO

s δ

CM

Claims (12)

1. 9
2. 1. Menetelmä kuiturainakoneella, jossa menetelmässä kuitu-rainakoneeseen kuuluvalla kudoksella (12) tuetaan kuiturainako- 5 neella valmistettavaa rainaa (14), ja jossa menetelmässä muutetaan kudoksen (12) sijaintia kuiturainakoneen poikkisuunnassa (CD), tunnettu siitä, että sijaintia muutetaan oskilloinnilla, jonka amplitudi (19) pidetään niin suurena, että rainan (14) vaikutusalue (20) kudokseen (12) on leveämpi kuin rainan (14) 10 leveys (21) koko kudoksen (12) eliniän aikana.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että oskilloinnin amplitudia (19) muutetaan jatkuvasti kudoksen (12) leveyteen (22) verrannollisesti. 15
4. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että oskilloinnin amplitudia (19) pienennetään kudoksen (12) eliniän aikana siten, että rainan (14) reuna (15) loittonee rainan (14) vaikutusalueen (20) ulkopuolisesta reunasta (20'). 20
5. 4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että oskilloinnissa vaihdetaan kudoksen (12) sijainti nopeasti kuiturainakoneen laidalta toiselle.
6. 5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, ^ että laidalta toiselle vaihdon jälkeen kudos (12) pidetään (M kyseisellä laidalla ennen seuraavan laidanvaihtoa. i LO
7. 6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, x £ 30 että pidon aikana oskilloidaan pienellä amplitudilla. LO CO co 7. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, δ että nopea vaihto kestää 2 - 15, edullisesti 4-10 minuuttia. (M
8. 8. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pito kestää 0,5 - 12,0, edullisemmin 0,75 -6,0 tuntia. 10
9. 9. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kudoksena (12) käytetään kahta saman puristinnipin (25) kautta kulkevaa puristinhuopaa (12), joiden oskilloinnit synkronoidaan. 5
10. 10. Sovitelma kuiturainakoneella, johon sovitelmaan kuuluu kudos (12), liikutusvälineet (16) kudoksen (12) sijainnin muuttamiseksi kuiturainakoneen poikkisuunnassa (CD),ja 10 - ohjausvälineet (18) yhdistettynä liikutusvälineisiin (16) , tunnettu siitä, että ohjausvälineet (18) on sovitettu käyttämään liikutusvälineitä (16) oskilloiden, ja oskilloinnin amplitudi (19) on sovitettu pidettäväksi niin suurena, että rainan (14) 15 vaikutusalue (20) kudokseen (12) on leveämpi kuin rainan (14) leveys (21) koko kudoksen (12) eliniän aikana.
11. 11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että sovitelmaan edelleen kuuluu anturivälineet (24) kudoksen 20 (12) leveyden määrittämiseksi, ja anturivälineet (24) on takaisinkytketty ohjausvälineisiin (18).
12. 12. Ohjelmistotuote, joka käsittää ohjelmakoodielementit, tunnettu siitä, että ohjelmakoodielementit on järjestetty 25 suorittamaan jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-9 mukaisen ^ menetelmän vaiheet. CM LO X X Q. LO 00 S O CM 11