FI78948B - Fylld kalandervals samt foerfarande foer dess tillverkning. - Google Patents

Description

78948

TÄYTETTY KALANTERITELA JA MENETELMÄ SEN VALMISTAMISEKSI -FYLLD KALANDERVALS SAMT FÖRFARANDE FÖR DESS TILLVÄRKNING

Tämän keksinnön kohteena on menetelmä paperi- ja tekstiilitehtaiden kalantereissa ja superkalantereissa käytettävän täytetyn telan valmistamiseksi, jossa tehtaassa suoritetaan myös viimeistely.

Kalanteroitaessa käytetään kahteen peruskategoriaan kuuluvia teloja, nimittäin terästeloja, jotka on hiottu, kiillotettu ja kromattu sekä erityistarkoituksia varten työstettyjä ja täytettyjä teloja, joissa täyte riippuu halutusta viimeistely vaikutuksesta ja toimintalämpötilasta sekä odotettavissa olevista paineista.

Eräs ka 1 anterite 1 atyyppi käsittää keskeisen teräsytimen tai akselin ja sitä ympäröivän paperisen tai kankaisen päärungon, joka koostuu nipusta täytteitä tai kiekkoja, jotka on asetettu akseliin, joka nippu puristetaan kokoon hydraulisella laitteella olennaisesti kiinteän sylinterimäisen muodon aikaansaamiseksi. Telan valmistuksessa tela varustetaan edelleen vastakkaisilla metallisilla päätykappaleilla, joita mutterit pitävät paikoillaan ja joiden väliin nippu lukitaan kokoonpuristetussa tilassaan. Kokoonpuris tettu tela lopuksi hiotaan ja viimeistellään sileän ja kovan ulkokehän aikaansaamiseksi.

Niin kauan kuin kalanteriteloja on valmistettu, ei valmistusmenetelmä ole juuri muuttunut. Paperi- ja kangastäytteet on yleensä leikattu kiekon tai kahdeksankulmion muotoon ja tehty 1,27 cm (1/2 tuumaa) ylisuuriksi verrattuna valmiin telan haluttuun halkaisijaan, ja päätykappaleet, jotka ovat täytenipun ulkopuolella, on yleensä mitoitettu mukautumaan valmiin telan haluttuun halkaisijaan.

Täytteiden reiät tai keskiaukot on yleensä mitoitettu siten, 2 78948 että ne muodostavat 0,76-0,89 mm (0.030-0.0350 tuuman) suuruisen sovitteen täytteen ja akselin välille, jolloin on tunnettua, että puristettaessa valmistettavaa telaa, esiintyy täytteen ja akselin välissä yleensä onttoja kohtia.

On tunnettua pumpata epoksihartsia onttoihin kohtiin tai tiloihin täytteen ja akselin väliin. Lisäksi on ollut tunnettua tehdä täytteiden keskiaukot hieman pienemmiksi kuin suositeltu välisovite, sen jälkeen esijännittää täytteet pienen halkaisijan omaavassa akselissa, poistaa seuraavaksi täytteet ja sijoittaa ne esijännitetyssä tilassaan lopulliseen akseliin. Tällainen tekniikka on kuitenkin tuottanut vain sekalaisia tuloksia mitä tulee telan valmistuksen onnistumiseen.

Keksinnössä sovelletaan menetelmää, jossa asetetaan nippu deformoituvia, rengasmaisia täytteitä kuormaa kannattavalle akselille, asetetaan päätykappale akselin kumpaankin päähän nipun vastakkaisille puolille ja kohdistetaan päätykappaleisiin ja niiden välissä olevaan nippuun kokoonpuristava voima akselin pituussuunnassa. Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, että kummankin päätykappaleen ulkohal-kaisija on suurempi kuin nipun ulkohalkaisija, että kokoon-puristavat voimat keskitetään harjakohtaan, joka on kummankin päätykappaleen ulospäin suunnatulla pinnalla ja radiaalisesti etäisyyden päässä akselin kehästä ja ympäröi akselia ja että päätykappaleet ovat negatiivisesti kartiomaiset päätykappaleiden ja nipun vastaavien päiden rajapinnoissa, ts. päätykappaleiden nippua vastaan olevat pinnat ovat terävässä kulmassa akseliin nähden.

Keksinnössä käytetään täytteitä, joiden ulkohalkaisija on 1,27 cm (1/2 tuumaa) ylisuuri. Toisin sanoen ne ovat tämän verran suurempia kuin valmiin telan haluttu halkaisija. Myös päätykappaleet ovat sopivimmin uikohalkaisija 1 taan likimain 0,64 cm (1/4 tuumaa) suurempia kuin ylisuurten täytteiden ulkohalkaisij a.

li 3 78948 Käytettäessä muodoltaan kahdeksankulmaisia kiekkoja, ovat ne sopivimmin 0,64 cm (1/4 tuumaa) ylisuuria mitattuna kahdek-sankulmion kärkipisteestä sen varmistamiseksi, että koko täytemateriaali puristuu telan valmistuksessa. Tällöin jälleen päätykappaleet ovat halkaisijaltaan sopivimmin 0,64 cm (1/4 tuumaa) suurempia kuin täytteiden ulkohalkaisija.

Aiemman tekniikan mukaisesti kokoonpuristumaton paperi tai kangas ulkopuolella sen sy1interimäisen tason, joka rajoittuu vastakkaisten päiden kehäreunojen väliin, sallii paperin tai kankaan venymisen irti akselista, josta on seurauksena kerääntyminen tai ahtautuminen täytteen ulkoreunassa kokoonpuristumisen edetessä.

Sitä vastoin keksinnön mukaisessa menetelmässä paperi tai kangas pyrkii venymään radiaalisesti sisäänpäin kohti akselia mielummin kuin siitä poispäin.

Prosessissa keskiydin tai akseli on sijoitettu vertikaalisesti hydrauliseen puristimeen, jolloin akseli ulottuu ylöspäin männästä, johon se on asennettu, jolloin alempi teräspäätykappa1 e ja mutterit on lukittu akselin alempaan päähän, kuten tavallista.

Paperi- tai kangaskiekot on etukäteen leikattu siten, että niiden ulkohalkaisijät ovat suuremmat kuin valmiin telan haluttu halkaisija, mutta pienemmät kuin vastakkaisten päätykappaleiden ulkoha1 kaisijat. Kiekkojen keskiaukot tai reiät ovat samaa kokoa kuin akselin ulkohalkaisija tai hieman suuremmat.

Kiekot on ryhmitelty nk. inkrementeiksi, jotka asetetaan yksi kerrallaan akseliin, jolloin muodostuva nippu kokoon-puristetaan kunkin inkrementin strategisen sijoituksen mukaan. Kun kukin inkrementti on paikallaan, ylempi pääty-kappale tuodaan uudestaan akseliin, jolloin kokoonpuristava voima voidaan tuoda siihen ja nippuun.

4 78948

Kun sopiva määrä täytteitä on puristettu akselilla halutun pituisen telan aikaansaamiseksi, lukitaan yläpää päätykappaleella ja muttereilla akselin yläpäähän. Ulompi telapinta koneistetaan sen jälkeen halutun te 1 aha 1k aisijan aikaansaamiseksi .

Telan lopullinen halkaisija voi vaihdella välillä 15,24-91,44 cm (6-36 tuumaa), jolloin telan tehokas työpituus on välillä 114.30-889 cm (45-350 tuumaa).

Telan mitat, halkaisija ja pituus riippuvat useista tekijöistä, kuten tehtävästä, jossa telaa käytetään, sen laitteen konfiguraatiosta, johon tela asennetaan ja viimeistelystä, joka telalla halutaan suorittaan.

Täytteenä käytetään yleensä kahden tyyppisiä kuitumateriaaleja, joista yksi on ei-suunnattu tai laminoitu materiaali ja toinen on suunnattu materiaali. Puristettaessa suunnattua paperia sisäha1 kaisija venyy sisäänpäin soikion muotoiseksi. Tämän kompensoimiseksi paperia yleensä kierretään. Toisin sanoen nipun jokainen kiekko asetetaan viereiseen kiekkoon verrattuna muutaman asteen kulmaan. Tämä johtaa usein paperinipun kiertymiseen paineenalaisena, ja jos nippu ei ole tiukasti akselia vasten, paperi voi yksinkertaisesti kiertyä, kun sitä puristetaan. Mikäli nippu on tiukasti akselia vasten kiertymisen estämiseksi, on tuloksena residuaa1ivoi-ma, kun tela lukitaan ja otettaessa huomioon paperin ja akselin tiukka sovitus, voi aiheutua paperin repeytyminen nipun ytimessä. Usein kiekot lomitetaan siten, että kukin kiekko sijoitetaan 90°:een kulmaan viereiseen kiekkoon nähden, toisin sanoen kiekkoja vuorotellaan koneensuunnassa ja koneen poikkisuunnassa.

Viitaten edelleen tunnettuun tekniikkaan, muodostuu toisinaan aksiaalisesta kokoonpuristamisesta johtuvien valtavien voimien vuoksi ilma-aukkoja täytteen ja akselin väliin, millä on vahingollisia vaikutuksia ja mikä haittaa telan li 5 78948 toimintaa. Valitettavasti näiden ilma-aukkojen eliminointi on erittäin vaikeata.

Keksinnön mukaisella menetelmällä täytteen sovitus akseliin on parempi ja ilma-aukko täytteen ja akselin välissä on tehokkaasti eliminoitu. Kokeet ovat osoittaneet, että tunnetun tekniikan mukaiset täytteet, jotka asetetaan akselille ja puristetaan, pyrkivät venymään poispäin akselista, mistä edellämainitut ilma-aukko-ongelmat johtuvat. Mutta ilman evakuointi sinänsä ei riitä ratkaisemaan ongelmaa.

Kokeet ovat johtaneet tekniikkaan, jossa kontrolloidaan kokoonpuristavan voiman syöttöä täytteeseen siten, että voima syötetään harjakohtaan, joka on radiaalisesti etäisyyden päässä akselin kehästä ja ympäröi kehää. Tällainen harjakohta tai rengas rajoittaa painopisteen, jonka kautta syntynyt kokoonpuristava voima keskitetään.

Harjakohta mitoitetaan kiekkojen pinta-alan mukaan ja se sijaitsee sopivimmin siten, että harjakohdan ulkopuolinen pinta-ala on olennaisesti sama kuin sen sisäpuolinen p inta-ala.

Täten kahden vastakkaisen päätykappaleen harjakohtien tulisi olla vertikaalisesti samassa linjassa, jolloin mahdollistetaan syötettävän kokoonpuristavan voiman keskittäminen pitkin pamopistelinjaa tai -keskusta, jonka kukin harjakohta määrittää, joka harjakohta on radiaalisesti etäisyyden päässä kehästä ja ympäröi kehää ja pitkin ympyrämäistä tasoa, joka on vertikaalisesti samassa linjassa vastakkaisten päätykappaleiden harjakohtien kanssa, jossa nipun pinta-ala ympyrämäisen tason ulkopuolella on olennaisesti sama kuin ympyrämäisen tason pinta-ala sisäpuolella.

Rakenteelle antaa stabii1isuutta harjakohdan strateginen sijainti, niin että päät tai renkaat eivät kallistu tai muuta muotoaan kokoonpuristuksen aikana.

6 78948

Harjakohdan konfiguraation määrittää sopivimmin kunkin päätykappaleen ulkopinnan kulmajärjeste ly harjakohdan ulkopuolella. Harjakohdan sisäpuolella kunkin päätykappaleen ulkopinta rajoittaa terävän lähtökulman, joka sen jälkeen muuttuu horisontaaliseksi tasaiseksi pinnaksi, joka ulottuu radiaalisesti sisäänpäin päätykappaleen keskiaukon kehälle. Täydennettäessä telan valmistusta voidaan kunkin päätykappaleen ulkopinta työstää tasaiseksi pinnaksi.

Alkutestit osoittivat, että päätykappaleissa tai renkaissa esiintyy deformaatiota kokoonpuristuvan voiman intensiteetistä johtuen. Sen jälkeen päätykappaleiden sisäpuolet, toisin sanoen puolet, jotka ovat suoraan kosketuksessa täytteisiin, tehtiin negatiivisesti vinoiksi tietyssä kulmassa akseliin verrattuna. Haluttu kavennus kussakin tapauksessa oli välillä tangentti 0.00833 ja tangentti 0.05000. Tällaisilla negatiivisilla kavennuksilla kokoonpuristava voima kehittää radiaalisesti sisäänpäin suuntautuneen komponentin, joka työntää täytteitä sisäänpäin kohti akselia samalla kun estää edellämainitun päiden taipumisen.

Kokeiden edistyessä havaittiin, että voima tulee syöttää päätykappaleisiin ja keskittää mainittuun renkaaseen tai harjakohtaan. Harjakohdan tulee ympäröidä akselia ja olla vertikaalisesti samassa linjassa kuvitellun ympyrämäisen tason kanssa täytteiden läpi, jossa täytteen pinta-ala mainitun tason ulkopuolella on olennaisesti sama kuin täytteen pinta-ala tason sisäpuolella.

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisemmin viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa

Kuvio 1 esittää sivulta katsottuna keksinnön mukaisen täytetyn telan erästä edullista sovellutusmuotoa.

Kuvio 2 esittää päästä katsottuna kuvion 1 mukaista telaa.

li 7 78948

Kuvio 3 esittää isometrisesti kuvion 1 mukaisen telan akselin yhtä päätä täytteiden ollessa asetettuna akseliin.

Kuvio 4 esittää kuvion 3 mukaista telaa katsottuna viivaa 4-4 pitkin.

Kuvio 5 esittää suurennettuna leikkausta keksinnön mukaisesta telasta, jossa päätykappaleen sisäpuolelle on tehty negatiivisesti vino konfiguraatio.

Kuvio 6 esittää leikattuna keksinnön mukaista telaa, jossa täytteet ovat paikallaan akselissa, vastakkaiset päätykappaleet paikoillaan, ja puristusmäntä ja puristin ovat puristusasennoissaan.

Kuvio 7 esittää ylhäältä katsottuna valmista telaa, jossa on viimeistelty päätykappale.

Kuvio 8 esittää kaaviomaisesti tunnetun tekniikan mukaisesti valmistetussa telassa esiintyvää työntymisvaikutus-ta.

Viitaten piirustuksiin, kiekot tai täytteet 6 leikataan aluksi muotoonsa leikkurilla siten, että kunkin sisähalkai-sija, joka on esitetty viitenumerolla 8 kuvioissa 3 ja 4 on sopivimmin sama tai hieman suurempi kuin kannattavan akselin 2 halkaisija. Täytteet 6 on esitetty siten, että kiekon aukon ja akselin kehän väliin on jäänyt pieni tila, mutta tämä johtuu vain seivyyssyistä. Todellisuudessa kunkin kiekon sisahalkaisija on sopivimmin sama kuin akselin 2 halkaisija.

Kiekot 6 pinotaan akselille, jolloin muodostuu kuvion 6 mukainen holkkimainen muoto.

8 78948

Telan valmistuksessa telaa tuetaan vertikaalisesti ylöspäin männällä P, johon se on asennettu ja mutteri N kierretään akseliin sen pitämiseksi lukituspaineessa.

Alempi päätykappale 4 on kierretty akseliin 2 mutterin N yläpuolelle ja lukitusmutteri A on kierretty akseliin. Päätykappale 4 on sijoitettu erilleen lukitusmutterista A useilla välilevyillä S, jotka on asetettu akseliin 2.

Alempi päätykappale 4 on muodostettu siten, että sen ulommalla alapinnalla on harjakohta tai rengas L, jolloin pintaa harjakohdan ulkopuolella on merkitty viitenumerolla 4a ja koko pintaa harjakohdan sisäpuolella viitenumerolla 4b, kuten kuviossa 5 on esitetty.

Pinta 4a (myös 7a), joka ulottuu radiaalisesti ulospäin harjakohdasta L, on sijoitettu tiettyyn kulmaan harjakohtaan nähden. Pinta 7b, joka on välittömästi radiaa1isessa suunnassa harjakohdasta L sisäänpäin, on järjestetty terävään kulmaan akseliin nähden ja muuttuu toisessa päässään horisontaaliseksi tasaiseksi pinnaksi 7c, joka ulottuu radiaa 1isesti sisäänpäin päätykappaleen 4 keskiaukkoon 7d.

Täytteet tai kiekot 6 pinotaan akseliin 2 pieninä inkrement-teinä, kukin inkrementti kokoonpuriste taan ennen seuraavan inkrementin sijoittamista sen yläpuolelle. Valmistuksen kussakin tällaisessa vaiheessa ylempi päätykappale 4 sijoitetaan paikoilleen nipun yläpuolelle ja lisälukitusmutteri N asetetaan sen yläpuolelle (katso kuvio 6). Puristusrengas PR asetetaan sen jälkeen akselille 2 ja puristusvarsi PA tuodaan alaspäin puristavaan yhteyteen puristusrenkaan PR kanssa.

Ylempi päätykappale 4 on samalla tavalla muodostettu kuin alempi päätykappale 4, joten sen ulkopinnassa on harjakohta tai -rengas L ja harjakohdan ulkopuolella pinta 4a ja li 9 78948 sisäpuolella pinta 4b. Pinta 4a (myös 7a) ulottuu radiaalisesti ulospäin harjakohdasta L ja on sijoitettu tiettyyn kulmaan harjakohtaan nähden ja pinta 7b sijaitsee radiaalisesti sisäänpäin harjakohdasta ja on sijoitettu kulmaan harjakohtaan nähden muuttuen toisessa päässään horisontaaliseksi tasaiseksi pinnaksi 7c, joka ulottuu radiaalisesti sisäänpäin päätykappaleen 4 keskiaukkoon 7d.

Puristusvarsi PA tuodaan paikoilleen vastakkaista päätykappaletta 4 vasten harjakohtaan L kokoonpuristusta varten.

Kunkin inkrementin jokaisen puristuksen jälkeen puristusvarsi PA vedetään ylös ja puristusrengas PR ja mutteri N ja ylempi päätykappale 4 poistetaan seuraavan inkrementin sijoittamiseksi akselille 2 aiemmin puristetun täytteen 6 yläpuolelle. Sen jälkeen puristusrengas PR ja päätykappale 4 ja mutteri N tuodaan jälleen takaisin paikoilleen ja tapahtuu seuraava puristusvaihe.

Kunkin päätykappaleen 4 ulkohalkaisija on hieman suurempi kuin kiekkojen tai täytteiden 6 ulkohalkaisija, kuten parhaiten nähdään kuviosta 5.

Kunkin päätykappaleen 4 sisäpuolella 12 on kovera lateraalinen pinta tai negatiivinen kavennus. Tämä kavennus vaihtelee käytettävän täytemateriaalin tiheydestä riippuen. Kavennuksen tulisi vaihdella välillä tangetti 0.05000 - tangentti 0.00833. Ensiksi mainittu arvo, kun kyseessä ovat pienen tiheyden omaavat materiaalit, ja jälkimmäinen arvo materiaaleille, joilla on suuri tiheys. Toisin sanoen kulma sopvim-min pienenee kun tiheys kasvaa.

Tekemällä päätykappaleeseen 4 tällainen kavennus tai negatiivinen vinous, aksiaalinen kokoonpuristava voima synnyttää täytteisiin 6 radiaalisen komponentin, joka suuntautuu sisäänpäin kohti akselia 2. Tämä tarkoittaa, että kun kiekkoja 6 puristetaan akselin 2 pituussuunnassa, työntävät 10 78948 telan akseliin nähden vinot puristuspinnat täytteitä 6 sisäänpäin.

Paras tulos saavutetaan laitteella, jossa harjakohta 4 on sijoitettu suoraan yläpuolelle ja vertikaalisesti samaan linjaan sen ympyrämäisen tason suhteen kiekkojen 6 läpi, jossa kiekkojen 6 pinta-ala ympyrämäisen tason ulkopuolella on olennaisesti sama kuin niiden pinta-ala ympyrämäisen tason sisäpuolella miinus minimaalinen vara sitä voimaa varten, joka tarvitaan voittamaan pieni kitkavoima, joka kehittyy täytteiden 6 ja akselin 2 tiukan sovituksen välille. Tämä voima on minimaalinen siitä syystä, että telan valmistuksen yhteydessä syntyy kineettistä kitkaa ja se muuttuu staattiseksi kitkaksi vain kun tela lukitaan.

Kuviossa 8 on esitetty niinkutsuttu työntymisvaikutus, joka on ongelmana tunnetussa tekniikassa. Tämä ongelma on voitettu tällä keksinnöllä eliminoimalla voima täytteiden 6 ulko-halkaisijaa muuttamalla. Tämä voima on aiheuttanut työntymisvaikutuksen.

Tunnetun tekniikan mukaisesti esiintyy kaksi voimaa, nimittäin täytteiden 6' ulkopuolinen voima niiden etsiessä vapautusta uikoha1 kaisijoi11 aan siitä muutoksesta, joka tapahtuu puristetusta puristamattomaan tilaan, ja normaali vertikaalinen voima tai aksiaalinen kuorma, jonka kompressori synnyttää. Täten puristumaton paperi tai kangas ulkopuolella sylinterimäisen tason, joka rajoittuu vastakkaisten pääty-kappaleiden 4' kehäreunojen väliin, sallii paperin tai kankaan venymisen poispäin akselista 2', mistä on seurauksena työntyminen tai ahtautuminen täytteen ulkokehälle kokoon-puristuksen edetessä.

li

Claims (4)

11 78948

1. Menetelmä täytetyn kalanteritelan valmistamiseksi, jossa menetelmässä asetetaan nippu deformoituvia, rengasmaisia täytteitä (6) kuormaa kannattavalle akselille (2), asetetaan päätykappale (4) akselin kumpaankin päähän nipun vastakkaisille puolille ja kohdistetaan päätykappaleisiin ja niiden välissä olevaan nippuun kokoonpuristava voima akselin pituussuunnassa, tunnettu siitä, että kummankin pääty-kappaleen (4) uikohalkaisija on suurempi kuin nipun ulkohal-kaisija, että kokoonpuristavat voimat keskitetään harjakohtaan (L), joka on kummankin päätykappaleen (4) ulospäin suunnatulla pinnalla ja radiaalisesti etäisyyden päässä akselin kehästä ja ympäröi akselia, ja että päätykappaleet (4) ovat negatiivisesti kartiomaiset päätykappaleiden (4) ja nipun vastaavien päiden rajapinnoissa, ts. päätykappaleiden (4) nippua vastaan olevat pinnat ovat terävässä kulmassa akseliin (2) nähden.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että harjakohdan (L) ulkopuolella oleva täytteiden (6) pinta-ala (4a) on olennaisesti yhtä suuri kuin pinta-ala (4b), joka sijaitsee harjakohdan sisäpuolelle.

3. Täytetty tela, joka käsittää nipun rengasmaisia täyttei tä (6), jotka on asetettu kuormaa kannattavalle akselille ja päätykappaleen (4), joka sijaitsee akselin kummassakin päässä nipun ulkopuolella ja kokoonpuristavassa yhteydessä nipun kanssa, tunnettu siitä, että kummankin pääty-kappaleen (4) ulkohalkaisija on suurempi kuin nipun ulkohal-kaisija, että kokoonpuristava voima on suunnattu harjakohtaan (L), joka sijaitsee kummankin päätykappaleen ulkopinnalla radiaalisesti akselin kehän ulkopuolella ja ympäröi kehää, ja että päätykappaleiden (4) sisäpinnassa on negatiivinen kavennus (12) päätykappaleen (4) ja nipunvastaavien päiden rajapinnoissa. 12 78948

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen täytetty kela, tunnettu siitä, että harjakohdan (L) kummassakin päätykappaleessa rajoittavat eri kulmissa ulkonevat pinnat (7a, 7b) harjakohdan vastakkaisilla puolilla, nimittäin radiaalisesti sisäänpäin ja radiaalisesti ulospäin mainitusta harjakohdasta. li i3 78948