FI125148B - Päänvientisovitelma ja päänvientinauhan katkaisulaite kuiturainakonetta varten - Google Patents

Description

PÄÄNVIENTISOVITELMA JA PÄÄNVIENTINAUHAN KATKAISULAITE KUITU-RAINAKONETTA VARTEN

Keksinnön kohteena on päänvientisovitelma kuiturainakonetta varten, johon päänvientisovitelmaan kuuluu vientipintoja, joista kuhunkin avautuu vientipuhallus päänvientinauhan kuljettamiseksi, ja joka sovitelma on järjestetty siten, että kahdessa peräkkäisessä vientipuhalluksessa ensimmäisellä vientipuhalluk-sella päänvientinauhan keskimääräisen liikesuunnan ja toisen vientipuhalluksen muodostaman pitokohdan määrittämän päänvientinauhan liikesuunnan välinen erkanemiskulma β on 10 - 70°, edullisemmin 30 - 60°. Keksinnön kohteena on myös päänvientinauhan katkaisulaite kuiturainakonetta varten.

Kuiturainakoneella käytetään päänvientinauhan kuljettamiseen ja ohjaamiseen erilaisia laitteita, jotka perustuvat vientipuhal-luksiin. On olemassa niin sanottuja puhalluslevyjä, joiden toiminta myös perustuu vientipuhalluksiin. Puhalluslevyssä on vientipintana ohjauslevy, jolle avautuvilla vientipuhalluksilla muodostuu alipainevaikutus niin sanotun coandaefektin avulla. Toisin sanoen päänvientinauha pyrkii seuraamaan puhalluslevyn vientipintaa päänvientinauhan kulkusuunnan myötäisten vientipu-hallusten samalla kuljettaen päänvientinauhaa eteenpäin. Tavallisesti vientipuhallukset ovat ilmapuhalluksia. Vientipintoja on myös päänvientinauhan katkaisulaitteessa, joka on siten osa päänvientisovitelmaa.

Monenlaisista vientipuhalluksista ja -pinnoista sekä niiden virittelyistä huolimatta tunnetulla päänvientisovitelmalla saavutettu vientivarmuus on ollut heikko. Käytännössä päänvien-tinauha lepattaa irti vientipinnasta ja vain satunnaisesti pysyy puhalluslevyn hallinnassa. Toisin sanoen päänvientinauha on irti puhalluslevyn pinnasta, jolloin päänvientinauhan ja puhalluslevyn väliin kulkeutuu sivuitse korvausilmaa. Tällöin päänvientinauha yhä helpommin irtaantuu ohjauslevyn pinnasta ja siten pahentaa lepatusongelmaa, mikä voi aiheuttaa päänvientinauhan katkeamisen tai päänvientinauhan siirtymisen pois ohjauslevyltä. Ongelma rajoittaa myös puhalluslevyillä muodostettavien vientien geometriaa ja katkaisulaitesovelluksessa katkaistun päänvientinauhan pää etenee epämääräisesti, jolloin osumatarkkuus seuraaville vientivälineille heikkenee, mikä heikentää päänvien-nin onnistumisen todennäköisyyttä.

Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada kuiturainakonetta varten uudenlainen päänvientisovitelma, jossa päänvientinauha on entistä paremmin hallussa ja jossa päänvienti voidaan toteuttaa aikaisempaa vähemmillä komponenteilla vientigeometrian ollessa vapaasti valittavissa. Keksinnön tarkoituksena on myös aikaansaada kuiturainakonetta varten uudenlainen päänvientinauhan katkaisulaite, jolla päänvientinauha saadaan katkaistua entistä varmemmin, mutta monipuolisemmin. Tämän keksinnön mukaisen päänvientisovitelman ja katkaisulaitteen tunnusomaiset piirteet ovat, että päänvientinauhan vientisuunnassa vientipuhallus on järjestetty oleellisesti vientipinnan loppuosalle. Testeissä on yllättäen todettu miten tärkeää riittävän pieni tulokulma on päänvientinauhan saamiseksi nopeasti haltuun. Jo valmiiksi vientipinnan suuntainen päänvientinauha ikään kuin tarttuu vientipuhallukseen rauhoittaen päänvientinauhan liikkeen. Edulliseksi on osoittautunut erikoinen ratkaisu, jossa vientipu-hallukset on järjestetty vain vientipinnan takaosaan. Näin saadaan myös tulokulmaa pienemmäksi. Samalla on yllättäen todettu, että päänvientinauha pysyy vientipuhalluksen pidossa, vaikka vientipuhalluksen jälkeen päänvientinauhan kulkusuunta muuttuu radikaalistikin. Tällöin päänviennissä yleensä ja myös katkaisulaitesovelluksessakin päänvientinauha on aina koko ajan hallinnassa. Tämä nopeuttaa päänvientiä ja nostaa suunnattomasti päänviennin onnistumisen todennäköisyyttä. Samalla tietty päänviennin geometria voidaan toteuttaa aikaisempaa yksinkertaisemmin ja ilman geometriarajoituksia.

Keksintöä kuvataan seuraavassa yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisiin eräitä keksinnön sovelluksia kuvaaviin piirroksiin, joissa

Kuva la esittää periaatteellisesti tunnetun tekniikan mukaista päänvientisovitelmaa,

Kuva Ib esittää periaatteellisesti keksinnön mukaista pään-vientisovitelmaa,

Kuva 2a esittää periaatteellisesti tunnetun tekniikan mukaista katkaisulaitetta,

Kuva 2b esittää periaatteellisesti keksinnön mukaisen katkaisulaitteen ensimmäisen sovelluksen,

Kuva 2c esittää periaatteellisesti keksinnön mukaisen katkaisulaitteen toisen sovelluksen,

Kuva 3a esittää kuvan 2c mukaista katkaisulaitetta päänvientiä aloitettaessa,

Kuva 3b esittää kuvan 3a katkaisulaitteen katkaisuasennossa.

Kuvassa la esitetään osa tunnetusta päänvientisovitelmasta kuiturainakonetta varten. Tunnetut vientipuhallukset on järjestetty olakkeesta vientipinnan suuntaisesti, jolloin sanottu olake muodostaa vientipinnan tasosta poikkeavan pinnan, joka voi hangata päänvientinauhaa aiheuttaen kitkaa. Rainanmuodostusko-neita ovat esimerkiksi paperi- ja kartonkikoneet. Tässä pään-vientisovitelmaan kuuluu vientipintoja 10, joista kuhunkin avautuu vientipuhallus 11 päänvientinauhan 12 kuljettamiseksi. Vientipuhallusten avulla päänvientinauha pyritään tartuttamaan vientipintaan ja edelleen viemään eteenpäin. Tunnetun tekniikan mukaisessa päänvientisovitelmassa on kuitenkin ilmennyt ongelmia. Päänvientinauha 12 seuraa vientipintaa 10 vain suurpiirteisesti ja lepattaa epämääräisesti, mitä esitetään kuvassa la. Varsinkin vientipintojen ollessa kulmassa toistensa suhteen päänvientinauha kimpoaa irti vientipinnasta, jolloin päänvientinauha voi jopa pudota vientipinnalta. Ilmiö rajoittaa pään-vientisovitelman geometriaa. Toisin sanoen puhalluslevyillä on pystytty toteuttamaan lähinnä vain suoraviivaisia vientejä. Sama ongelma ilmenee päänvientinauhan tullessa suuressa kulmassa vientipinnalle. Kuvissa 2a-c suorakaiteet kuvaavat ilmakanavia, joista vientipuhallukset avautuvat vientipinnalle. Kuvissa la-b ja 3a-b vientipuhalluksia esitetään nuolilla.

Kuvassa Ib esitetään osa keksinnön mukaisesta päänvientisovitel-masta, tarkemmin sanottuna kaksi peräkkäistä vientipintaa 10. Keksinnön mukaan päänvientisovitelma on siis järjestetty siten, että kahdessa peräkkäisessä vientipuhalluksessa 11 ensimmäisellä vientipuhalluksella 13 päänvientinauhan 12 keskimääräisen liikesuunnan ja toisen vientipuhalluksen 14 muodostaman pitokoh-dan 15 määrittämän päänvientinauhan 12 liikesuunnan välinen erkanemiskulma β olla 10 - 70°, edullisemmin 30 - 60°. Yllättävän jyrkkä suunnanmuutos on mahdollinen, koska päänvientinauha tarttuu ja pysyy vientipuhalluksen pidossa. Testien ja laskelmien perusteella vientipuhalluksen jälkeen vaadittaisiin jopa kaksi ja puolikertainen voima verrattuna voimaan ennen vientipu-hallusta, jotta päänvientinauha irtoaisi vientipuhalluksesta. Tällöin päänvientinauha pysyy varmasti vientipuhalluksen pidossa suuresta erkanemiskulmasta huolimatta. Tämä myös mahdollistaa uusien päänvientigeometrioiden tekemisen. Käytännössä voidaan samalla vähentää puhalluslevyjen lukumäärää oleellisesti. Esimerkiksi telan ympäri vietäessä tarvitaan jopa 180° kääntö. Ennen tähän tarvittiin kahdeksantoista puhalluslevyä, mutta nyt sama voidaan toteuttaa kolmella puhalluslevyllä.

Erkanemiskulman lisäksi keksinnön mukaisessa päänvientisovitel-massa on havaittu toinen merkittävä ominaisuus. Jos erkanemiskulma on keksinnön mukainen, voi kunkin vientipuhalluksen 11 kohdalla vientipinnan 10 ja päänvientinauhan 12 keskimääräisen liikesuunnan välinen tulokulma a on pienempi tai yhtä suuri kuin 15°. Tällöin päänvientinauha tarttuu vientipuhalluksen pitoon ja lepattaminen vältetään. Päänvientinauha voi hiukan vaeltaa vientipinnalle saapuessaan, mutta asettuu nopeasti vientipuhal-lukseen. Pienestä elämisestä johtuen käytetään määritystä keskimääräinen liikesuunta, vaikka kuvassa Ib päänvientinauha 12 onkin jo kiristynyt ja kulkee suoraan vientipuhallukselta 11 toiselle. Lisäksi vientipinta voi olla kaareva, joten tulokulma määritetään hyvin lähellä vientipuhallusta. Päänvientinauhan tarttuessa vientipuhallukseen vientipinta voidaan mitoittaa ja muotoilla entistä vapaammin. Päänvientinauhan tarttuminen on sitä varmempaa mitä pienempi tulokulma on. Niinpä edullisesti tulokulma a on pienempi 10°, yleisemmin sanottuna 0 - 15°. Vientipuhallusten ollessa vientipinnan lopussa, on kulma β suuri ja kulma a pieni. Vientipuhallusta siirrettäessä keskemmäs vientipintaa kulma β pienenee kulman a suuretessa. Kulmaehtojen toteutuessa päänvienti toimii suunnitellulla tavalla.

Edullisesti vientipuhallus avautuu vientipinnan tasoon lähes tason suuntaisesti, kuten kuvassa Ib. Esitetyt kulmat a ja β tarkoittavat päänvientinauhan kulmia vientipinnan suhteen, ei puhallusten suuntia vientipinnan suhteen. Joissain sovelluksissa olakkeeseen muodostettu vientipuhallus voi toimia etenkin, jos vientipuhallus on kulmassa vientipintaan nähden. Kitkavaikutus on lisäksi tavallista pienempi, kun vientipuhallus sijoitetaan vientipinnan loppuun. Olake myös helpottaa reiän työstämistä vientipintaan. Uudenlaisen kulma-asettelun lisäksi vientipuhallusten sijoittelu onkin ajateltu uudestaan. Keksinnön mukaan päänvientinauhan 12 vientisuunnassa vientipuhallus 11 on järjestetty oleellisesti vientipinnan loppuosalle 16. Toisin sanoen puhalluslevyissä vientipuhallus 11 kannattaa sijoittaa vienti-pinnan 10 loppuun juuri ennen taitosta, jonka kulma voi siis olla vaikka 60° (kuva Ib). Tässä käytetään suoria vientipintoja 10, jolloin vientipintojen 10 välinen kulma lähes vastaa päänvientinauhan 12 erkanemiskulmaa. Vientipintojen muotoilu on kuitenkin entistä vapaampaa kunhan tulo- ja erkanemiskulmien mitoitusehdot toteutuvat. Vientipuhalluksen pitovaikutus rajoittuu lyhyehkölle matkalle. Käytännössä pitokohta muodostuukin vientipuhalluksen kohdalle ja sen jälkeen, mutta vientivaikutus ulottuu koko vientipinnan pituudelle. Vientivaikutusta tarvitaan varsinkin päänvientiä aloitettaessa, mutta päänvientinauha kiristyy nopeasti vientipuhallusten välille edeten suoraviivai sesti. Käytännössä vientipinnan tehollinen pituus on 100 - 500 mm, edullisemmin 200 - 400 mm. Tarvittaessa yhteen vientipintaan voidaan sijoittaa useitakin vientipuhalluksia, mutta oleellista on riittävän pieni tulokulma, jonka ansiosta aikaansaadaan tehokas pito. Lisäksi vientipinnan loppuosalle sijoitun vienti-puhalluksen jälkeen voidaan käyttää yllättävän suurta erkanemis-kulmaa, mikä mahdollistaa uudenlaiset päänvientisovitelmat. Päänviennin oleellisena osana on päänvientinauhan katkaisu päänvientiä aloitettaessa. Kuvissa 2a-c onkin järjestetty katkaisulaite 17 osaksi päänvientisovitelmaa. Kuvassa 2a esitetään tunnetun tekniikan mukainen päänvientinauhan katkaisulaite kuiturainakonetta varten. Katkaisulaitteeseen 17 kuuluu vienti-pintoja 19, joista ainakin yksi on sovitettu kääntymään ja on varustettu katkaisuelimellä 18. Vientipintaan 19 avautuu vienti-puhallus 11 päänvientinauhan 12 kuljettamiseksi. Katkaisuelin 18 esitetään kuvissa 3a ja 3b. Ennen vientipintaa 10 on alaspitopu-hallus 20, joka kiristää päänvientinauhan. Päänvientiä aloitettaessa vientipintaa käännetään, jolloin päänvientinauha katkeaa yleensä teriin (ei esitetty) ja päänvientinauha ohjataan eteenpäin. Tunnetussa tekniikassa päänvientinauha tulee vientipinnal-le suuressa kulmassa, jolloin keksinnön mukainen vientipuhalluk-sen pito jää muodostumatta ja päänvientinauha jää lepattamaan irti vientipinnasta. Käytännössä siis vientipinnan kääntyessä päänvientinauha ei pysy vientipuhallusten otteessa. Katkaisueli-meen kuuluvan vastaterän vientipuhallus saa päänvientinauhan haltuun liian myöhään päänvientinauhan 12 leijaillessa liian korkealla vientipinnan vientipuhallusten ilmavirrassa (kuva 2a) . Tällöin päänvientinauhan kiepahtelu pilaa osumatarkkuuden päänvientinauhaa vietäessä esimerkiksi alipainehihnakuljettimel-le tai köysikitaan.

Keksinnön mukaan katkaisulaite 17 on järjestetty siten, että katkaisuun käännettynä kahdessa peräkkäisessä vientipuhallukses-sa 11 ensimmäisellä vientipuhalluksella 13 päänvientinauhan 12 keskimääräisen liikesuunnan ja toisen vientipuhalluksen 14 muodostaman pitokohdan 15 määrittämän päänvientinauhan 12 liikesuunnan välinen erkanemiskulma β on 10 - 70°, edullisemmin 30 - 60°. Tällöin voidaan soveltaa suurta erkanemiskulmaa, jolloin saavutetaan tarvittava suunnanmuutos alaspitopuhalluk-selta päänvientiin. Kuvassa 2b on alaspitopuhalluksen 20 jälkeen lyhyt vientipinta, jonka jälkeen on kääntyvä vientipinta 19. Katkaisulaitteen vastaterällä on oma kiinteä vientipinta. Kuvassa 2c kääntyvä vientipinta 19 on kaksiosainen, jolloin aikaansaadaan helposti yli sadan asteen suunnanmuutoksia. Vientipintojen ja -puhallusten lukumäärästä riippumatta pään-vientinauha etenee suoraviivaisesti ja kireänä vientipuhalluk-selta toiselle. Lisäksi päänvientinauha pysyy vientipuhalluksen pidossa, jolloin uudenlaiset päänvientigeometriat ovat mahdollisia.

Kuvissa 3a-b esitetään tarkemmin kuvan 2b mukaisen katkaisulaitteen 17 rakennetta ja toimintaa. Tässä kääntyvä vientipinta 19 muodostuu kahdesta vientipuhalluksin 11 varustetusta vientipin-nasta 10, jotka on nivelöity kääntyvästi toisiinsa. Tällöin saavutetaan suuri suunnanmuutos. Niveliä on esitetty ympyröin. Kuvassa 3a alaspitopuhallus 20 pitää päänvientinauhaa 12 otteessaan. Päänvientiä aloittaessa vientipinnat käännetään ja samalla päänvientinauha katkeaa. Katkaisun jälkeen päänvientinauhan katkaistu pää etenee seuraavalle päänvientivälineelle. Esitetyssä sovelluksessa vientipinnat 10 on lisäksi tuettu kääntyvästi tuettuun tukielimeen 21. Tällöin vientipintojen välinen kulma on aina oikein ja päänvientinauhan suunta muuttuu juohevasti. Rakenne vaatii lisäksi vähän asennustilaa. Jälkimmäinen vienti-pinta 10 on tuettu liukujohteilla 22 tukielimeen 21, jolloin lyhyelläkin toimilaitteella 23 saavutetaan suuri kääntökulma. Myös katkaisuelin 18 on järjestetty tukielimeen 21, jolloin vientipinnoista voidaan tehdä kevytrakenteisia. Tukielimen 21 päässä on katkaisulaitteeseen kuuluva terä 24, jonka vastaterä 25 on tuettu kuiturainakoneen rungostoon. Vastaterässä voi olla oma vientipinta vientipuhalluksineen tai esimerkiksi ali-painehihnakuljetin on sijoitettu heti vastaterän jälkeen.

Keksinnön mukainen katkaisulaite on rakenteeltaan entistä yksinkertaisempi ja siten kustannuksiltaan aikaisempaa edullisempi. Katkaisulaite toimii kaikissa asennoissa, jolloin pään-vientinauha on aina hallussa. Helposti saavutetaan jopa 120° kääntö, jolloin katkaisulaite soveltuu monenlaisiin positioihin. Kaksiosaisessa kääntyvässä vientipinnassa sekä tulo- että erkanemiskulma säilyvät optimialueessa koko käännön ajan. Tällöin päänvientinauha on alati vientipuhallusten pidossa käännöstä huolimatta. Varsinkin lepatuksesta rikkoutuva karton-kinen päänvientinauha saadaan nyt varmasti katkaistua ja vietyä ehjänä koko päänviennin matkan.

Claims (9)

1. Päänvientisovitelma kuiturainakonetta varten, johon pään- vientisovitelmaan kuuluu vientipintoja (10), joista kuhunkin avautuu vientipuhallus (11) päänvientinauhan (12) kuljettamiseksi, ja joka sovitelma on järjestetty siten, että kahdessa peräkkäisessä vientipuhalluksessa (11) ensimmäisellä vientipu-halluksella (13) päänvientinauhan (12) keskimääräisen liikesuunnan ja toisen vientipuhalluksen (14) muodostaman pitokohdan (15) määrittämän päänvientinauhan (12) liikesuunnan välinen er-kanemiskulma β on 10 - 70°, edullisemmin 30 - 60°, tunnettu siitä, että päänvientinauhan (12) vientisuunnassa vientipuhallus (11) on järjestetty oleellisesti vientipinnan (10) loppuosalle (16) .

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että kunkin vientipuhalluksen 11) kohdalla vientipinnan (10) ja päänvientinauhan (12) keskimääräisen liikesuunnan välinen tulokulma a on pienempi tai yhtä suuri kuin 15°.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että tulokulma a on pienempi 10°.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että vientipinnan (10) pituus on 100 - 500 mm, edullisemmin 200 - 400 mm.

5. Päänvientinauhan katkaisulaite kuiturainakonetta varten, johon katkaisulaitteeseen (17) kuuluu vientipintoja (19), joista ainakin yksi on sovitettu kääntymään ja on varustettu kat-kaisuelimellä (18), johon vientipintaan (19) avautuu vientipuhallus (11) päänvientinauhan (12) kuljettamiseksi, joka katkaisulaite (17) on järjestetty siten, että katkaisuun käännettynä kahdessa peräkkäisessä vientipuhalluksessa (11) ensimmäisellä vientipuhalluksella (13) päänvientinauhan (12) keskimääräisen liikesuunnan ja toisen vientipuhalluksen (14) muodostaman pitokohdan (15) määrittämän päänvientinauhan (12) liikesuunnan välinen erkanemiskulma β on 10 - 70°, edullisemmin 30 - 60°, tunnettu siitä, että päänvientinauhan (12) vientisuunnassa vientipuhallus (11) on järjestetty oleellisesti vientipinnan (19) loppuosalle (16).

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen katkaisulaite, tunnettu siitä, että katkaisulaite (17) on järjestetty osaksi jonkin patenttivaatimuksen 2-4 mukaista sovitelmaa.

7. Patenttivaatimuksen 5 tai 6 mukainen katkaisulaite, tunnettu siitä, että kääntyvä vientipinta (19) muodostuu kahdesta vientipuhalluksin (11) varustetusta vientipinnasta (10), jotka on nivelöity kääntyvästä toisiinsa.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen katkaisulaite, tunnettu siitä, että vientipinnat (10) on tuettu kääntyvästä tuettuun tukielimeen (21).

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen katkaisulaite, tunnettu siitä, että katkaisuelin (18) on järjestetty tukielimeen (21).