FI62966B - Saett att framstaella en ringformad cellkonstruktion - Google Patents

Description

I rRl KUULUTUSJULKAISU ,OQ// ^ <11) UTLÄGGNI NGSSKRIFT 6 2 9 6 6 C (45) ΓΛΐ.-ntti. :-··: v 11 04 1983 ^ ^ (51) Kv.ik.3/Int.ci.3 B 21 D 47/00, B 21 C 37/12 SUOMI —FINLAND (21) PMenttlhikamus— lh*«n<aMMutln| 3019/72 (22) HakamlspUvi—Aiw5knln|*dt| 31.10.72 (23) Alkupilvi—ClWghattd·* 31.10.72 (41) Tulkit JwlklMkal — WivK offmtllf 06.05.73

Patentti- ja rekisterihallitut (44) NihtivUuiptnon j» ku«L|ulltti*in pvm. —

Patent· och regitterrtyrelten AraOkan utltgd ed» utLskrifun publicarad 31.12.82 (32)(33)(31) ryytaqr μ·οΚμμ-··|Μ priori** 05.11.71 USA(US) 19607^ (71) Improved Machinery Inc., Burke Street, Nashua, New Hampshire, USÄ(US) (72) Lawrence A. Carlsmith, Amherst, New Hampshire, USA(US) (74) Berggren Oy Ab (5^) Rengasmaisen kennorakenteen valmistustapa - Sätt att framställa en ringformad cellkonstruktion

Esillä oleva keksintö kohdistuu rengasmaisen kennorakenteen valmistukseen, kuten esimerkiksi selluloosa- ja paperiteollisuudessa käytettävien kennorumpujen valmistukseen.

Kuten US-patenttijulkaisussa 3 320 399 on selostettu, tämäntyyppiset rengasmaiset kenno- tai ristikkorakenteet valmistetaan tavallisesti menetelmien mukaisesti, joissa kaistaleaine on tehty kierukka-maiseksi ja hitsattu aksiaalisiksi rakenneosiksi, jotka ovat ainakin yleensä tukemattomia vääntymistä vastaan. Rakenteita valmistettaessa tällaisten tunnettujen menetelmien avulla on kuitenkin kohdattu vaikeuksia hitsausliitosten kutistumisen aiheuttaman teräskaista-leiden kallistumisen ja ristikkorakenteiden säteittäisen vääntymisen estämisessä.

Esillä olevan keksinnön päätarkoituksena on saada aikaan uusi ja parannettu menetelmä rengasmaisen kenno- tai ristikkorakenteen, kuten esimerkiksi selluloosa- ja paperiteollisuudessa käytettävien kennorumpujon valmistamiseksi, menetelmän ollessa erityisen sopiva estämään rakenteen vääntyminen sen valmistuksen aikana.

62966 2

Keksinnön eräänä toisena tarkoituksena on saada aikaan kuvatunlainen uusi ja parannettu menetelmä, joka on erityisen sopiva tällaisen kennorakenteen suhteellisen taloudellista ja nopeaa valmistusta varten.

Keksintö kohdistuu tarkemmin sanottuna rengasmaisen kennorakenteen valmistustapaan erillisestä tasokaistaleesta ja erillisestä liitoskaistaleesta, joka tapa käsittää sellaiset vaiheet, että muodostetaan jatkuvasti akselinsuuntainen rakennelma kenno rakennetta käämimällä tasokaistaletta kierukkamaisiin kierroksiin karalle liitoskais-taleen kanssa, joka tulee käämittyihin tasokaistaleen kierroksiin kiinni ja niiden väliin, ja että tasokaistaleen käämityt kierrokset liitetään liitoskaistaleella sen vastakkaisiin sivuihin. Keksinnölle oleelliset tunnusmerkit ilmenevät patenttivaatimuksesta 1.

Keksintöä havainnollistetaan seuraavassa oheiseen piirustukseen viitaten:

Kuviot 1-4 esittävät kaavamaisesti keksinnön mukaisen menetelmän yhtä sovellutusmuotoa, ja kuvio 5 on katkonainen perspektiivikuva tällaisen menetelmän mukaisesti valmistetusta kennorakenteesta.

Piirustuksessa samat viitenumerot merkitsevät vastaavia osia eri kuvioissa. Keksinnön mukaista menetelmää voidaan käyttää rengasmaisen, lieriömäisen kenno- tai ristikkorakenteen 10 valmistamiseksi' tasokaistaleesta 12 ja erillisestä aallotetusta yhdistävästä liitoskaistaleesta 14. Molemmat kaistaleet 12, 14 ovat ruostumatonta terästä tai muuta taipuisaa metallia. Kuten kuviosta 5 näkyy, aallotettu eli yhdistävä kaistale 14 voi sisältää koko pituudeltaan vuorottaiset diagonaaliset lohkot 16 yhdistävät liitoslohkot 18 vierekkäisten yhdistävien lohkojen 18 ollessa aallotetun kaistaleen 14 pitkittäisen keskitason 20 vastakkaisilla puolilla ja dia-gonaalisten lohkojen 16 ulottuessa tämän keskitason poikki. Aallotettu kaistale 14 voi kuitenkin vaihtoehtoisesti olla aallotettu jollain muulla sopivalla tavalla, jonka ansiosta muodostuu aukot 22 ristikkorakenteeseen 10 kaistaleiden 12 ja 14 ollessa liitettyinä yhteen pystysuorassa rinnakkaisasennossa ristikkorakenteen muodostamiseksi.

Keksinnön esitetyn sovellutuksen mukaisesti käytetään lieriömäistä karaa 24, joka sopivimmin on tehty valuraudasta tai teräksestä ja 3 62966 jonka kehän rengasmaisen ulkopinnan 26 läpimitta on sama kuin valmistettavan lieriömäisen ristikkorakenteen 10 sisäläpimitta. Kara on asetettu kiertopöydälle, jota pyöritetään kuvassa 1 esitetyn nuolen ilmoittamaan kiertosuuntaan. Kaistaleet 12, 14 voidaan ensin liittää yhteen alku- eli johtopäistään ja ne tulevat sen jälkeen kiertopöytää 28 ja sillä olevaa karaa 24 pyöritettäessä käämityiksi kierukoille vuorottaisesti karan ulkopinnalle 26 muodostaakseen as-teittaisesti aksiaalisen kenno- eli ristikkorakenteen 10, joka koko pituudeltaan sisältää kaistaleiden 12, 14 vuorottaiset kierukat.

Tämän kaistaleiden 12, 14 käänimisen aikana sen rinnakkaiset kierukat liitetään jatkuvasti yhteen yhdistämällä peräkkäin aallotetun kaistaleen 14 kukin lohko 18 tasokaistaleen vastaavan vierekkäisen kierukkaosan 12a kanssa. Tällainen yhdistäminen suoritetaan kohdassa (merkittynä numerolla 30 kuviossa 1), jossa kaistaleet 12, 14 asettuvat karapinnalle 26 ja jota osan 12a yhdistämisen jälkeen olennaisesti kuumennetaan paikallisesti. Kuten kuviosta 1 näkyy, nämä liitokset lohkojen 18 ja osien 12a välillä on sopivimmin muodostettu hitsaamalla tavanomaisen hitsaustyökalun 30a avulla, joka itsessään saa aikaan osien 12a olennaisen paikallisen kuumennuksen niiden liittämisen aikana. Osien 12a ja lohkojen 18 väliset liitokset voivat vaihtoehtoisesti kuitenkin olla tehdyt toisella tavalla, kuten esimerkiksi niittaamalla, jolloin osat 12a voidaan kuumentaa paikallisesti peräkkäisessä järjestyksessä poltti-men tai muun sopivan välineen avulla välittömästi ennen niiden liittämistä lohkoihin 18. Tarkka lämpötila, johon osat 12a täten kuumennetaan, ei ole kriittinen. Tämän lämpötilan tulee kuitenkin olla riittävän korkea, että osien 12a tätä seuraava jäähdyttäminen aiheuttaisi merkittävää kutistumista tasokaistaleessa 12 tämän ollessa poissa karalta 24.

. Olennaisesti paikalliskuumennetut liitetyt osat 12a jäähdytetään kukin, samalla kun niitä vastaava tasokaistaleen 12 kierukka sijaitsee karapinnalla 26 siten, että kara 24 estää tämän jäähtymisen aiheuttamasta tasokaistaleen 12 pysyvän kutistumisen, joka muuten olisi seurauksena. Kun täten tasokaistaleen 12 kierukat eivät kutistu osien 12a jäähtymisen aikana, tasokaistaleen 12 luontainen taipuisuus sallii näiden kierukoiden venymisen aineksen kimmoisen myötörajan ylitse kutistumisen vastapainoksi, ja tämä tasokaistaleen 4 62 9 6 6 12 kierukoiden venyminen pitää yllä tasokaistaleen alkuperäisen pituuden poistaen kaikki epäyhtenäiset jäännerasitukset tasokaistaleen aineessa, jotka muuten aiheuttaisivat vääntymistä ristikko-rakenteen 10 lieriömuodossa karan 24 poistamisen jälkeen.

Tällä tavoin kaistaleita 12, 14 jatkuvasti käämitään ja yhdistetään asteittaisesti aksiaalisen ristikkorakenteen 10 muodostamiseksi koko tämän haluttuun pituuteen, sillä välin kun tasokaistaleen 12 kuumennetut aikaisemmin liitetyt osat -12a ovat jäähtymässä karan ulkopinnalla 26. Sen jälkeen kun kaistaleita 12, 14 käämimällä on saatu aikaan aksiaalisesta valmistettu, pituudeltaan haluttu ristikkorakenne 10, kaistaleiden 12, 14 takapäät voidaan yhdistää toisiinsa, ja kara 24 sekä sitä ympäröivä ristikkorakenne 10 poistetaan kiertopöydältä 28. Poistettu ristikkorakenne 10 ja kara 24 on kaavamaisesti esitetty piirustuksen kuviossa 2.

Jos ristikkorakenne 10 on ruostumatonta terästä ja kara 24 terästä, jolla on alhaisempi lämpölaajenemiskerroin, tämä erottaminen voidaan helposti suorittaa, kuten kaavamaisesti on esitetty kuviossa 3, kuumentamalla ristikkorakenne 10 ja kara 24 uunissa 32 vähintään noin 370°C:een ja enintään noin 649°C:een noin viiden minuutin ajan eli kunnes erilainen lämpölaajeneminen irrottaa ristikkorakenteen 10 karasta 24 sen poistamisen mahdollistamiseksi. Kuumennettu ristikkorakenne 10 poistetaan sitten yksinkertaisesti karasta 24, kuten kuviosta 4 kaavamaisesti näkyy, jolloin sitä voidaan jäähdytyksen jälkeen käyttää suodatinrumpuna, ilmankuivausrumpuna tai mihin tahansa muuhun sopivaan tarkoitukseen. Vaikkakin tämä ristikkorakenteen 10 erottamismenetelmä karasta 24 on erityisen edullinen siinä, että se tuottaa tulokseksi halutun jännitysten vähenemisen ristikkorakenteessa 10, niin tämä voidaan vaihtoehtoisesti irrottaa karasta 24 millä tahansa muulla sopivalla tavalla. Kara 24 voidaan esimerkiksi purkaa osiinsa silloin, kun se on muodostettu lohkorakenteena, tai erilaisia lämpötilamenetelmiä voidaan käyttää ristikkorakenteen 10 irrottamiseksi karasta 24. Tällaiset menetelmät sisältävät ristikkorakenteen 10 nopean kuumentamisen karan 24 lämpötilaa korkeampaan lämpötilaan ja/tai karan 24 jäähdyttämisen esimerkiksi nesteen avulla, joka kiertää karassa sisäisesti jäähdytysnesteen kuluväyliä pitkin.

5 62966

Keksinnön mukaisen menetelmän avulla valmistetun kenno- eli ristikkorakenteen mittatarkkuuden on havaittu olevan huomattavasti suurempi kuin on ollut mahdollista saavuttaa millä tahansa aikaisemmalla menetelmällä. Tämän ristikkorakenteen 10 tarkkuuden ansiosta tarvitaan huomattavasti vähemmän ristikkorakenteen 10 hiomista tai muunlaista työstämistä lopullisia toleransseja varten. Useissa tapauksissa keksinnön mukaisen menetelmän avulla valmistetun ristikkorakenteen tarkkuus on kyllin suuri poistaakseen täysin tarpeen työstää sen kehää. Tähän työstämisen vähenemiseen tai mahdolliseen poistamiseen sisältyvä hyöty auttaa valmistamaan taloudellisempia ristikko-rakenteita kuin aikaisemmin oli mahdollista. Tämän keksinnön mukainen menetelmä mahdollistaa myös, kuten voidaan huomata, vääntymättö-mien ristikkorakenteiden 10 valmistamisen suhteellisen suurella nopeudella auttaen täten edelleen ristikkorakenteen 10 taloudellista valmistusta.

Vaikka vain yhtä keksinnön mukaisen menetelmän sovellutusta on edellä kaavamaisesti kuvattu ja selitetty, niin keksintö ei ole rajoittunut pelkästään tähän ainoaan sovellutukseen, vaan käsittää myös muut seuraavien vaatimusten puitteisiin sisältyvät sovellutukset.

Claims (9)

1. Rengasmaisen kennorakenteen (10) valmistustapa erillisestä tasokaistaleesta (12) ja erillisestä liitoskaistaleesta (14), joka tapa käsittää sellaiset vaiheet, että muodostetaan jatkuvasti akselinsuuntainen rakennelma kennorakennetta käämimällä taso-kaistaletta (12) kierukkamaisiin kierroksiin karalle (24) liitos-kaistaleen (14) kanssa, joka tulee käämittyihin tasokaistaleen (12) kierroksiin kiinni ja niiden väliin, ja että tasokaistaleen (12) käämityt kierrokset liitetään liitoskaistaleella (14) sen vastakkaisiin sivuihin, tunnettu siitä, että kaistaleiden (12, 14) liittäminen aikaansaadaan niiden ollessa karalla (24) ja tasokaistaleen (12) käämittyjä kierroksia paikallisesti olennaisesti kuumennettaessa keskinäisissä liitoskohdissa lämpötilaan, joka on tarpeeksi suuri, jotta tasokaistaleen (12) jäähdyttäminen tästä lämpötilasta kaistaleen ollessa poissa karalta (24) aiheuttaisi tasokaistaleen (12) olennaisen kutistumisen, ja että nämä taso-kaistaleen (12) paikallisesti olennaisesti kuumennetut käämityt kierrokset saavat jäähtyä niiden ollessa karalla (24) lämpötilaan, joka on tarpeeksi alhainen, jotta kara (24) estää tasokaistaleen (12) jäähtymisestä johtuvan pysyvän kutistumisen ja että tasokais-tale (12) tämän seurauksena venyy.

2. Vaatimuksen 1 mukainen tapa, tunnettu siitä, että aksiaalisesti muodostettu kennorakenne (10) irrotetaan karalta (24).

3. Vaatimuksen 2 mukainen tapa, tunnettu siitä, että kennorakenne (10) irrotetaan karasta (24) lämmittämällä kennorakennetta (10) ja karaa (24) tarvittavissa määrin näiden erilaisen lämpölaajenemisen aikaansaamiseksi ja kennorakenteen (10) poistamisen mahdollistamiseksi karalta (24), minkä jälkeen kennorakenne (10) poistetaan karalta (24).

4. Vaatimuksen 2 mukainen tapa, jolloin kara (24) on tehty useista osista, tunnettu siitä, että kennorakenne (10) irrotetaan karasta (24) purkamalla viimeksi mainittu osiinsa.

5. Vaatimuksen 2 mukainen tapa, tunnettu siitä, että kennorakenne (10) irrotetaan karasta (24) aikaansaamalla kennorakenteen (10) ja karan (24) välinen lämpötilan ero, joka aiheuttaa 7 62966 kennorakenteen (10) laajenemisen ja/tai karan (24) kutistumisen.

6. Jonkin vaatimuksen 1-5 mukainen tapa, tunnettu siitä, että tasokaistaleen (12) kuumennus on seurausta liittämisestä.

6 62 9 6 6

7. Jonkin vaatimuksen 1-6 mukainen tapa, tunnettu siitä, että tasokaistale (12) ja liitoskaistale (14) liitetään toisiinsa karalletulokohdassa (30).

8. Jonkin vaatimuksen 1-6 mukainen tapa, tunnettu siitä, että keskinäinen liitos aikaansaadaan hitsaamalla.

9. Jonkin vaatimuksen 1-8 mukainen tapa, tunnettu siitä, että liitoskaistale muodostuu aaltomaisesta kaistaleesta (14), joka käsittää vuorottaisia diagonaalisia lohkoja (16) ja niiden välisiä tasokaistaleeseen (12) yhdistettäviä liitoslohkoja (18) aaltomaisen kaistaleen (14) keskitason molemmin puolin, ja että kaistaleiden (12, 14) liittäminen toisiinsa tapahtuu hitsaamalla aaltomaisen kaistaleen (14) liitoslohkot (18) tasokaistaleen (12) vastakkaisiin sivuihin, jolloin nämä osat paikallisesti olennaisesti kuumenevat hitsauksen seurauksena.