FI87484B

FI87484B - Stoedarrangemang foer boejningskompenserad vals.

Info

Publication number: FI87484B
Application number: FI885801A
Authority: FI
Inventors: Juhani Niskanen
Original assignee: Valmet Paper Machinery Inc
Priority date: 1988-12-15
Filing date: 1988-12-15
Publication date: 1992-09-30
Also published as: EP0373942A2; EP0373942A3; ATE112022T1; CN1043548A; US5018258A; DE68918418T2; EP0373942B1; FI885801A0; DE68918418D1; CA2004847C; FI87484C; CA2004847A1; JPH02225819A; FI885801A

Description

5 87484

Tuentajärjestely taipumakompensoitua telaa varten Stödarrangemang för böjningskompenserad vals

Keksinnön kohteena on tuentajärjestely taipumakompensoitua telaa varten, joka tela käsittää pyörimättömän telan akselin, jonka päälle on järjestetty pyörivästi telavaippa, jonka telavaipan ja telan akselin väliin on järjestetty nippitasossa telavaipan sisäpintaan vaikuttavat 10 ja telan akseliin tuetut, hydraulisella paineväliaineella kuormitetut hydrauliset kuormituselementit, jotka käsittävät telan akseliin muodostettuihin sylinteriporauksiin tai vastaaviin sovitetut männät, jotka käsittävät sisäpuolisilla ontelotiloilla varustetut holkit, sekä tela-vaipan sisäpintaan tukeutuvat liukukengät, jotka on kiinnitetty mäntien 15 ulkopäihin hoikin ulkopuolelta hydraulisesti tiivistetysti, ja mäntiin nähden vapaasti kääntymään pääsevästi, jolloin hydraulinen paineväli-aine on johdettavissa mäntien ontelotiloihin kuormittamaan liukukenkiä hydraulisesti ja ontelotiloista kapillaariporausten kautta liukukenkien hydrostaattisina voitelutiloina toimiviin taskuihin.

20

Paperikoneissa ja vastaavissa käytetään yleisesti sellaisia teloja, jotka muodostavat vastatelan kanssa tasoitusnipin, vettä poistavan pu-ristinnipin tai kalanteroimisnipin. Näissä käyttötarkoituksissa on tärkeää se, että nipin viivapainejakauma eli profiili telojen aksiaali-25 suunnassa saadaan vakiolliseksi tai että tämä profiili on säädettävissä halutuksi esim. rainan poikkisuuntaisen kosteusprofiilin ja/tai pak-suusprofiilin (kaliiberin) hallitsemista varten. Tätä käyttötarkoitusta varten tunnetaan ennestään useita erilaisia taipumakompensoituja teloja, joilla nipin viivapainejakaumaan pyritään vaikuttamaan.

30

Ennestään tunnetaan useita erilaisia paperikoneen ja vastaavien taipumakompensoituja teloja. Nämä telat käsittävät yleensä massiivisen tai putkimaisen, stationäärisen tela-akselin ja sen ympärille pyörivästi järjestetyn telavaipan. Mainitun akselin ja vaipan väliin on sovitettu 35 vaipan sisäpintaan vaikuttavat liukukenkäjärjestelyt ja/tai paineflui-din kammio tai kammiosarja niin, että vaipan aksiaalista profiilia nipin kohdalla voidaan oikaista tai säätää halutuksi. Yleensä tällaisten telojen muodostamia nippejä, kuten puristinnippeja tai kalanteroi- 2 87484 misnippejä kuormitetaan taipumakompensoidun telan ja sen vastatelan akselitappeihin kohdistetuilla kuormitusvoimilla.

Esillä oleva keksintö liittyy sellaisiin taipumakompensoituihin teloi-5 hin, jotka käsittävät liukukenkien sarjan, joiden liukupinnat vaikuttavat telavaipan sisäpintaan ja joiden liukupinnat on ainakin osittain hydrostaattisesti tai hydrodynaamisesti voidellut liukupinnalle johdettavalla paineöljyllä.

10 Esillä olevaan keksintöön liittyvän tekniikan tason osalta viitataan esimerkkeinä DE-hakemusjulkaisuun 22 29 421 ja FI-patenttiin 59 655. Viitatussa DE-julkaisussa on esitetty taipumakompensoiduissa teloissa ehkä yleisimmin käytetty liukukenkäjärjestely. DE-julkaisun mukaisessa rakenteessa hydrauliset kuormituselementit, joilla telavaippa on tuettu 15 pyörimättömälle telan akselille, muodostuvat akselissa oleviin sylinte-riporauksiin liikkuvasti sovitetuista männistä, joihin telavaipan sisäpintaan vaikuttavat liukukengät on tuettu nivelen välityksellä. Tällaisessa järjestelyssä liukukengän ja männän välisessä nivelessä vaikuttavat erittäin suuret voimat, minkä johdosta nivelen tulee olla hydrauli-20 sesti kevennetty, jotta sen kestoikä saataisiin riittävän suureksi.

Kevennyksestä huolimatta tällaisessa nivelessä vaikuttaa aina määrätyn suuruinen kitka, jolloin liukukenkä ei pääse täysin vapaasti asemoitumaan mäntään nähden. Nivelen johdosta voivat kuormituselementin tiivis-tysjärjestelyt muodostua myös varsin ongelmallisiksi. Kaikesta tästä 25 johtuen on tällainen nivelellinen kuormituselementti valmistuskustannuksiltaan kallis ja elementin toiminta ei kaikissa olosuhteissa ole tyydyttävä nivelessä vaikuttavan kitkan johdosta.

Viitatussa FI-patentissa on hydraulisen kuormituselementin rakenne 30 toteutettu siten, että kuormituselementti on muodostettu jäykkänä kappaleena, jossa ei ole lainkaan niveltä. Viitatussa FI-patentissa tämä on toteutettu kahdella vaihtoehtoisella tavalla, joista toisen suoritusmuodon mukaisesti on telan akseliin muodostettu sylinteriporaukset, joihin kuormituselementtien mäntäosat on sovitettu liikkuvasti. Maini-35 tut mäntäosat on muodostettu tässä suoritusmuodossa pallomaisiksi siten, että ne pääsevät sylinteriporauksissa kääntymään. Toisessa suori- 3 87484 tusmuodossa on telan akseliin muodostettu sylinteriporauksia vastaavat tappimaiset ulokkeet, joiden päälle liukukengät on tuettu ja tiivistetty kääntyvästi. Viitatun FI-julkaisun ensimmäisessä suoritusmuodossa liukukengän tukipiste sijaitsee varsin kaukana telavaipan sisäpinnasta, 5 jolloin rakenne on varsin horjuva. Toisessa suoritusmuodossa puolestaan liukukenkien tulee päästä liikkumaan varsin suuri matka telan radiaali-suunnassa. Molemmat suoritusmuodot ovat varsin ongelmallisia tiivistyksen kannalta ja lisäksi liukukengän asettumista telavaipan sisäpintaa vasten vaikeuttaa kitka tiivistyskohdassa, jonka tulee päästä liik-10 kumaan kuormituselementin iskunpituutta vastaavan matkan'.

Nyt esillä olevan keksinnön päämääränä on saada aikaan parannettu tuen-tajärjestely taipumakompensoitua telaa varten, johon tuentajärjestelyyn ei liity edellä kuvattuja haittapuolia. Tähän päämäärään pääsemiseksi 15 on keksinnölle pääasiassa tunnusomaista, että holkkimaisten mäntien ulkopäätyyn on muodostettu mäntien radiaalisuunnassa onteloillaan suunnattu sisäpuolinen olake ja että ontelotilaan on sovitettu liukukenkään kiinnitetty kiinnityskappale, joka on varustettu männän olakkeen ja sylinteriporauksen pohjan väliin tulevalla ulospäin suunnatulla olak-20 keella, joiden olakkeiden väliin jää liukukengän ja männän keskinäisen, telan radiaalisuuntaisen liikkeen salliva välys siten, että liukukengät pääsevät mäntiin nähden vapasti asettumaan telavaipan sisäpintaa vasten.

25 Keksinnöllä saavutetaan tunnettuun tekniikkaan nähden eräitä merkittäviä etuja, joista voidaan tuoda esiin mm. seuraavat. Keksinnön mukaisessa ratkaisussa on taipumakompensoidun telan hydrauliset kuormitus-elementit muodostettu kaksiosaisina kuitenkin siten, että liukukengän ja männän välissä ei ole mekaanista niveltä. Liukukenkä on kuormitettu 30 mäntään nähden pelkästään hydraulisesti, jolloin liukukenkä pääsee asettumaan telavaippaa vasten täysin vapaasti, koska tavanomaisiin ratkaisuihin liittyvä nivelen kitka ei tätä asettumista ole haittaamassa. Liukukengän tukipiste sijaitsee keksinnön mukaisessa ratkaisussa hyvin lähellä liukukengän pintaa ja lisäksi tukipisteen asema vaippaan 35 nähden on iskun pituudesta ja asemasta riippumaton. Keksinnön mukaisessa ratkaisussa käytetään kuormituselementeissä holkkimaista, onttoa 4 87484 mäntää, jolloin tarvittaessa saadaan liukukenkiin järjestettyä onton männän sisään ulottuvat pitkät kapillaariporaukset, joiden tukkeutumis-vaara on erittäin pieni, koska kapillaariporausten halkaisija saadaan suuremmaksi. Hydraulisten kuormituselementtien rakenne on keksinnön 5 mukaisessa järjestelyssä lisäksi erittäin yksinkertainen ja tämän johdosta valmistuskustannukset ovat pienet.

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisen piirustuksen kuvioissa esitettyyn keksinnön erääseen sovellu-10 tusesimerkkiin, jonka yksityiskohtiin keksintö ei ole mitenkään ahtaasti rajoitettu.

Kuvio 1 esittää kaaviollisesti aksiaalisena pystyleikkauksena keksinnön mukaisella tuentajärjestelyllä varustettua taipumakompensoitua telaa, 15 joka muodostaa nipin vastatelan kanssa.

Kuvio 2 vastaa kuviota 1 telan päädystä päin katsottuna.

Kuvio 3 esittää suuremmassa mittakaavassa telaan nähden poikittaissuun-20 täistä leikkauskuvaa keksinnön mukaisen tuentajärjestelyn yhdestä hydraulisesta kuormituselementistä.

Kuvio 4 esittää hydraulisen kuormituselementin liukukenkää telavaipan pinnan suunnasta katsottuna.

25

Kuvioihin 1 ja 2 viitaten selostetaan aluksi taipumakompensoidun telan yleisrakennetta, jossa telassa 10 on käytetty keksinnön mukaista tuen-tajärjestelyä. Taipumakompensoitu tela 10 käsittää stationaarisen telan akselin 11, jonka päälle on pyöriväksi järjestetty telavaippa 12. Tai-30 pumasäädettyä telaa 10 vastassa on vastatela 50 siten, että telan 10 ulkopinta 13 ja vastatelan 50 ulkopinta 51 muodostavat yhdessä nipin H, joka voi olla esim. puristusnippi, kalanteroimisnippi tai vastaava, jonka kautta esim. paperiraina W tai vastaava on pantu kulkemaan. Tai-pumasäädetyn telan akselin 11 ja telavaipan 12 väliin on sovitettu 35 vaipan sisäpintaan 14 vaikuttavat hydrauliset kuormituselementit 20, jotka on järjestetty vaikuttamaan nippitasossa K-K. Telan 10 aksiaali- 5 87484 suunnassa on telan sisäpintaan 14 järjestetty vaikuttamaan useita toisistaan välin päässä olevia hydraulisia kuormituselementtejä 20, joiden puristusta vasten telavaipan sisäpintaa 14 voidaan säätää yksilöllisesti tai ryhmittäin siten, että telavaipan 12 aksiaalinen profiili on 5 halutulla tavalla säädettävissä.

Hydraulisia kuormiluselementtejä 20 varten on telan akseliin 11 muodostettu sylinteriporaukset 15, joihin hydrauliset kuormituselementit 20 on sovitettu nippitasossa K-K liikkuvasti ja joihin mainitut kuormi-10 tuselementit on tiivistetty tiivistein 17. Hydraulisten kuormitusele-menttien 20 kuormittamiseksi vasten telavaipan sisäpintaa 14 johdetaan sylinteriporauksiin 15 paineväliainetta, esim. hydrauliöljyä paine-kanavia 16 ja 16' pitkin. Kuvioista 1 ja 2 on esityksen selvyyden vuoksi jätetty pois telan päätylaakerit ja muut vastaavat lisälaitteet.

15

Kuvioissa 3 ja 4 on esitetty yksityiskohtaisemmin keksinnön mukaiseen tuentajärjestelyyn kuuluvan yhden hydraulisen kuormituselementin 20 rakennetta. Hydraulinen kuormituselementti 20 muodostuu telan akselissa 11 olevassa sylinteriporauksessa 15 telan radiaalisuunnassa liikkuvasta 20 männästä 21 sekä telavaipan sisäpintaa 14 vasten tulevasta liukukengäs-tä 22. Kuvion 3 mukaisesti mäntä 21 on ontto, holkkimainen kappale, jonka sisällä on suuri ontelotila 23. Liukukenkä 22 on sovitettu holk-kimaisen männän 21 päälle ja liukukengän 22 ja männän 21 yhteensovittamista varten on liukukengän alapintaan muodostettu männän 21 poikki-25 leikkauksen muotoa vastaava syvennys 35, johon männän 21 ulkopää on sovitettu. Liukukengän 22 syvennys 35 on jonkinverran männän 21 poikkileikkausta suurempi siten, että liukukenkä 22 ja mäntä 21 pääsevät toisiinsa nähden liikkumaan. Männän 21 ja liukukengän 22 tiivistämiseksi toisiinsa nähden on mainitun syvennyksen 35 sivupintaan muodostettu 30 ympärikiertävä tiivisteura 38, johon on järjestetty tiiviste 30, joka vastaa männän 21 ulkopintaan.

Männän 21 ja liukukengän 22 kiinnittämiseksi toisiinsa on holkkimalsen männän 21 ulkopäätyyn muodostettu männän 21 sisään eli onteloillaan 23 35 päin suunnattu olake 24. Vastaavasti on männän ontelotilaan 23 sovitettu erillinen kiinnityskappale 25, joka on kiinnitetty jäykästi liu- 6 87484 kukenkään 22 kiinnitysruuveilla 27. Mainittu kiinnityskappale 25 on näin ollen jäykästi kiinni liukukengän 22 sisäpinnassa. Kiinnityskappa-leeseen 25 on puolestaan muodostettu männän radiaalisuunnassa ulospäin suunnattu olake 26, joka sijaitsee männän olakkeen 24 ja sylinteripo-5 rauksen 15 pohjan välissä. Mainitut olakkeet 24 ja 26 estävät näin ollen liukukengän 22 irtoamisen pois männän 21 päältä. Olakkeet 24 ja 26 eivät kuitenkaan ole kiinni toisissaan, vaan mainitut olakkeet on järjestetty siten, että liukukengän 22 levätessä männän 21 päällä olak-keiden 24 ja 26 väliin jää välys 29, joka sallii männän 21 ja liukuken-10 gän 22 liikkumisen toistensa suhteen. Liukukenkä 22 pääsee näin ollen liikkumaan männän 21 aksiaalisuunnassa mäntään nähden välyksen 29 edellyttämän matkan ja lisäksi pääsee liukukenkä 22 kallistumaan mäntään 21 nähden, koska mäntä 21 on poikkileikkaukseltaan liukukengän 22 alapinnassa olevaa syvennystä 35 pienempi, kuten jo edellä selostettiin.

15

Liukukengän 22 kaarevaan ulkopintaan, eli telavaipan sisäpintaan 14 päin olevaan pintaan on tavanomaiseen tapaan muodostettu hydrostaattisina voitelutiloina toimivat taskut 31, jotka on erotettu toisistaan välikannaksilla 32 ja reunakannaksella 33. Mainittuihin taskuihin 31 20 johdetaan voiteluöljyä kiinnitysruuveihin 27 muodostettujen kapillaari-porausten 28 kautta öljykalvon aikaansaamiseksi liukukengän 22 ja tela-vaipan sisäpinnan 14 välille. Koska keksinnön mukaisessa ratkaisussa käytetään onttoa, holkkimaista mäntää 21, jonka sisällä on suuri onteloilla 23, voidaan haluttaessa ratkaisussa käyttää kuviossa 3 katkovii-25 voin esitettyjä pitkiä kiinnitysruuveja 27', jotka ulottuvat lähelle männän 21 sisäpäätyä. Keksinnön mukaisessa ratkaisussa saadaan näin ollen haluttaessa kapillaariporaukset 28' huomattavan pitkiksi eli lähes koko hydraulisen kuormituselementin 20 pituisiksi. Tällä saadaan aikaan se etu, että pitkiä kapillaariporauksia 28' käytettäessä voidaan 30 vastaavasti kapillaariporausten halkaisijaa suurentaa, jolloin niiden tukkeutumisvaara on olennaisesti pienempi kuin lyhyemmillä kapillaari-porauksilla 28. Keksinnön mukaisessa ratkaisussa on liukukengän 22 tukipisteen paikka telavaippaan 12 nähden männän 21 asemasta sylinteri-porauksessa 15 riippumaton, sillä liukukengän 22 tukipiste sijaitsee 35 aina kiinnityskappaleen 25 sisäpinnassa ja liukukenkään 22 muodostetun syvennyksen 35 pohjassa, koska männän 21 ja liukukengän 22 välissä ei 7 87484 ole mitään erityistä niveltä. Liukukenkä 22 pääsee näin ollen liikkumaan mäntään 21 nähden varsin vapaasti. Ainoa liukukengän 22 liikettä rajoittava tekijä on tiivisteestä 30 aiheutuva kitkavoima.

5 Kun keksinnön mukaisessa tuentajärjestelyssä hydraulisia kuormitusele-menttejä 20 kuormitetaan paineväliainetta johtamalla sylinteriporauk-siin 15, paineväliaine joutuu männän 21 onteloillaan 23 ja tällöin se painaa liukukengät 22 telavaipan sisäpintaa 14 vasten. Mäntä 21 ei näin ollen millään tavoin rajoita liukukengän 22 liikettä tai asemaa, vaan 10 se toimii ainoastaan liukukengän 22 ohjaimena. Voiteluöljy pääsee männän ontelotilasta 23 kapillaariporauksia 28 tai 28' pitkin telavaipan sisäpinnalle 14 muodostamaan öljykalvon liukukenkien 22 ja telavaipan sisäpinnan 14 väliin. Telan akselin 11 taipuessa kuormitusvoimien johdosta pääsevät liukukengät 22 tällöin asettumaan telavaipan 12 mukai-15 sesti ja männät 21 telan akselin 11 mukaisesti, koska männät 21 ja liukukengät 22 pääsevät vapaasti kääntymään toistensa suhteen.

Edellä on keksintöä selostettu esimerkinomaisesti oheisen piirustuksen kuvioihin viittaamalla. Tällä ei kuitenkaan haluta rajoittaa keksintöä 20 vain kuvioissa esitettyjä esimerkkejä koskevaksi, vaan monet muunnokset ovat mahdollisia oheisten patenttivaatimusten määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

Claims

8 87484

1. Tuentajärjestely taipumakompensoitua telaa varten, joka tela (10) käsittää pyörimättömän telan akselin (11), jonka päälle on järjestetty 5 pyörivästi telavaippa (12), jonka telavaipan (12) ja telan akselin (11) väliin on järjestetty nippitasossa (K-K) telavaipan sisäpintaan (14) vaikuttavat ja telan akseliin (11) tuetut, hydraulisella paineväliai-neella kuormitetut hydrauliset kuormituselementit (20), jotka käsittävät telan akseliin (11) muodostettuihin sylinteriporauksiin (15) tai 10 vastaaviin sovitetut männät (21), jotka käsittävät sisäpuolisilla onte-lotiloilla (23) varustetut holkit, sekä telavaipan sisäpintaan (14) tukeutuvat liukukengät (22), jotka on kiinnitetty mäntien ulkopäihin hoikin ulkopuolelta hydraulisesti tiivistetysti (30), ja mäntiin (21) nähden vapaasti kääntymään pääsevästi, jolloin hydraulinen paineväliai-15 ne on johdettavissa mäntien (21) ontelotiloihin (23) kuormittamaan liukukenkiä (22) hydraulisesti ja ontelotiloista (23) kapillaariporaus-ten (28,28') kautta liukukenkien (22) hydrostaattisina voitelutiloina toimiviin taskuihin (31), tunnettu siitä, että holkkimaisten mäntien (21) ulkopäätyyn on muodostettu mäntien (21) radiaalisuunnassa 20 ontelotilaan (23) suunnattu sisäpuolinen olake (24) ja että onteloillaan (23) on sovitettu liukukenkään (22) kiinnitetty kiinnityskappale (25), joka on varustettu männän (21) olakkeen (24) ja sylinteriporauk-sen (15) pohjan väliin tulevalla ulospäin suunnatulla olakkeella (26), joiden olakkeiden (24,26) väliin jää liukukengän (22) ja männän (21) 25 keskinäisen, telan (10) radiaalisuuntaisen liikkeen salliva välys (29) siten, että liukukengät (22) pääsevät mäntiin (21) nähden vapasti asettumaan telavaipan sisäpintaa (14) vasten.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tuentajärjestely, tunnettu 30 siitä, että liukukenkä (22) ja männän (21) kiinnityskappale (25) on kiinnitetty toisiinsa kiinnitysruuveilla (27,27'), joihin mainitut männän ontelotilasta (23) liukukengän taskuihin (31) ulottuvat kapil-laariporaukset (28,28') on muodostettu.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen tuentajärjestely, tun nettu siitä, että kiinnitysruuvit (27') ja niissä olevat kapil- i 9 87484 laariporaukset (28') on muodostettu pitkiksi ulottumaan syvälle männän ontelotilaan (23). 10 87484