FI96299B - Jatkuvatoimisen aukirullaimen saumauslaite - Google Patents

Description

96299 5

Jatkuvatoimisen aukirullaimen saumauslaite Foganordning för kontinuerlig avrullningsmaskin

Keksinnön kohteena on jatkuvatoimisen aukirullaimen saumauslaite, jolla aukirullaimelle tuotava uusi konerulla liitetään täydessä nopeudessa tyhjenevän konerullan rainaan saumauslaitteen käsittäessä saumaustelan, jolla tyhjenevän konerullan raina painetaan kiinni uudessa konerullassa olevaan saumaan, ja joka saumauslaite käsittää ainakin 10 yhden toisen telan, ja jossa saumauslaitteessa saumaustela ja mainittu toinen tela on kiinnitetty vipulaitteeseen, joka on nivelöity mainittujen telojen akselien välillä olevasta nivelpisteestä siten, että rainan kulku ennen saumausta ja rainan kulku saumauksessa on sellainen, että rainan pituus saumauksessa ja mainittujen telojen ollessa perusasennossa, on olennaisesti sama.

15

Off-machine päällystyskoneissa käytetään jatkuvatoimista aukirullainta, jossa aukirullaimelle tuotava uusi konerulla liitetään täydessä nopeudessa tyhjenevän konerullan häntään. Saumausmenetelmä on nykyaikaisilla nopeilla päällystyskoneilla periaatteessa sama riippumatta konevalmistajasta. Uuden konerullan rainan päähän esivalmistellaan 20 kaksipuolisella adhesiivisella teipillä sauma, joka kiinnitetään rullan pintaan kiinnitys-teippipaloilla. Uuden konerullan pintanopeus kiihdytetään samaksi koneen ajonopeuden kanssa, jonka jälkeen tyhjenevän konerullan raina painetaan kiinni em. saumaan telalla tai harjalla. Vanha raina katkaistaan terällä sauman yläpuolelta.

25 Aukirullaimen saumaus on nykyisillä ajonopeuksilla (1200 - 1600 m/min) muodostunut ongelmalliseksi. Tästä syystä päällystyskoneen ajonopeutta pudotetaan usein saumauksen ajaksi. Tärkeimmät syyt saumausongelmaan ovat suurissa ajonopeuksissa ilmavirtaukset ja tarvittava suuri saumaustelan liikenopeus. Suuressa nopeudessa lähelle tuodun saumaustelan ja konerullan välillä olevaan ns. saumausrakoon muodostuu alipaine, joka 30 voi uuden konerullan ollessa epäpyörä olla sykkivä. Alipaine pyrkii vetämään vanhan radan osittain kiinni saumaan jo ennen saumausta, sekä aiheuttaa vanhan rainan lepatuksen. Lisäksi alipaine pyrkii irrottamaan teippisauman uuden konerullan pinnasta, 2 96299 jolloin uusi konerulla "räjähtää" ennen saumausta. Jotta rainan kulku olisi hallittu tarvitaan saumaustelan kohdalla taittoa, mikä taas edellyttää rainan venymistä, kun saumaustela lyödään nopeasti uuden konerullan pintaan. Telan lyönnin aiheuttamaa kireyspiikkiä saumauksessa pyritään pitämään pienenä käyttämällä pientä saumausra-5 koa (8 - 12 mm), joka aiheuttaa voimakkaan alipaineilmiön. Jo nykyisin käytetty taittokulma aiheuttaa ongelmallisen kireyspiikin rataan. Suuremmilla ajonopeuksilla tarvittaisiin vielä suurempaa taittokulmaa.

Jatkuvatoimisen aukirullaimen saumauslaitteissa pääongelmat ovat siis saumaustelan 10 iskun suuri nopeus, rainan suuri taittokulma sekä saumausrakoon muodostuva alipaine. Alipaine aiheuttaa haitallista lepatusta ja saumaukseen käytetyn teipin irtoamismahdolli-suus on hyvin suuri. Kun käytetään suurta saumausrakoa, rainan katkeamisvaara kasvaa. Samoin kun käytetään suurta taittokulmaa, rainan katkeamisvaara kasvaa. Kun saumausrakoa pienennetään, seurauksena on alipaineen kasvaminen ja siitä aiheutuvat 15 haittavaikutukset. Kun saumausrakoa suurennetaan, rainaan kohdistuva kireyspiikki eli rainan katkeamisvaara kasvaa.

Jatkuvatoimisen aukirullaimen saumauslaitteena käytetään nykyisin yleisesti saumauste-laa, jossa on tavallisesti 35 mm paksu pehmeä kumipinta. Saumaustelan sydänmateriaali 20 on yleensä terästä, mutta voi olla myös jotakin muuta materiaalia, kuten esim. hiilikuitua.

FI-patenttihakemuksessa 942869 on esitetty jatkuvatoimisen aukirullaimen saumauslaite, jolla aukirullaimelle tuotava uusi konerulla liitetään täydessä nopeudessa tyhjenevän 25 konerullan rainaan. Saumauslaite käsittää saumaustelan, jolla tyhjenevän konerullan raina painetaan kiinni uudessa konerullassa olevaan saumaan ja ainakin yhden toisen telan. Saumaustela ja toinen tela on kiinnitetty vipulaitteeseen, joka on nivelöity telojen akselien välillä olevasta nivelpisteestä siten, että rainan kulku ennen saumausta ja rainan kulku saumauksessa on sellainen, että rainan pituus saumauksessa ja mainittujen 30 telojen ollessa perusasennossa, on olennaisesti sama.

il , M» H li:' 3 96299

Jatkuvatoimisen auki-rullaimen saumauslaitteessa esiintyy eräs ongelma, joka johtuu nykyisin käytetyistä suurista ajonopeuksista 1200 - 1600 m/min. Ongelmaksi muodostuu saumauksessa käytetyn saumausteipin lyhyt adheesioaika. Nykyisin käytetyillä suurilla ajonopeuksilla ja varsinkin pintaliimatuilla paperilajeilla ollaan hyvin lähellä tilannetta, 5 että adheesio saumausnipissä ei ehdi riittävästi tapahtua. Tätä ongelmaa voidaan havainnollistaa seuraavan esimerkin avulla.

Saumausnipin pituus konerullan ja kumitetun saumaustelan välillä on suuruusluokkaa noin 25 mm. Jos ratanopeus on 1500 m/min, radan kulkuaika nipin läpi on ainoastaan 10 1 ms. Nykyisin käytetään saumaustelan viivakuormana yleensä noin 2500 - 4500 N/m, joka antaa saumauspaineeksi 100 - 180 kP. Saumaustelan voimaa ei voida kasvattaa, koska konerullan pintakerrokset voivat rikkoutua saumauksessa.

Keksinnön päämääränä on aikaansaada parannus nykyisin tunnettuihin jatkuvatoimisen 15 aukirullaimen saumauslaitteisiin. Keksinnön yksityiskohtaisempana päämääränä on aikaansaada jatkuvatoimisen aukirullaimen saumauslaite, jossa on vältetty tekniikan tason ratkaisuissa esiintyvät lukuisat haittatekijät.

Keksinnön mukainen jatkuvatoimisen aukirullaimen saumauslaite on tunnettu siitä, että 20 tukiviira on sovitettu kulkemaan saumaustelan ja mainitun toisen telan kautta viiranipin muodostamiseksi, jolloin saumaukseen käytettävissä oleva liimausaika kasvaa moninkertaiseksi.

Keksinnön perusoivalluksen mukaisesti tukiviira on sovitettu kulkemaan saumaustelan 25 ja aputelan kautta, jolloin telanipin lisäksi muodostuu viiranippi. Tällöin saumauksen adheesioaika lisääntyy moninkertaiseksi verrattuna tilanteeseen, jossa saumaustela ja uusi konerulla muodostavat pelkästään telanipin. Lisäksi keksinnön mukaisessa ratkaisussa saumausteipin adheesio tapahtuu pienelläkin liimauspaineella, koska adheesioaika on riittävän pitkä. Keksinnössä on siis oivallettu kasvattaa liimausaikaa 30 pidentämällä matkaa, jonka aikana saumausteippi on paineenalaisena.

4 96299

Keksinnön mukaisessa saumauslaitteessa rainan venymä saumaustelan iskiessä eliminoidaan käyttämällä kahta liikkuvaa telaa. Koska rainan venymä telojen liikkuessa on kompensoitu, voidaan käyttää suurta saumausrakoa, kuten esim. 100 mm, jolloin saumausrakoon ei muodostu häiritsevää alipainetta. Tämän ansiosta rainan lepatus 5 vähenee ja uuden konerullan hajoamisvaara vähenee. Keksinnön mukaisessa ratkaisussa taittokulmaa saumaustelalla voidaan kasvattaa, jolloin rainan kulku on hallitumpi. Keksinnön mukaisessa ratkaisussa ei myöskään ole vaaraa rainan ennenaikaisesta tarttumisesta saumausteippiin.

10 Keksinnön eräässä edullisessa suoritusmuodossa saumauslaitteen kaksi telaa on kiinnitetty vipuun, joka on nivelöity telojen akselien välillä olevasta nivelpisteestä. Nivelpisteen paikka valitaan saumaustelan ja rainan johtotelan eli aputelan taittokulmista riippuen siten, että rainan pituus saumauksessa ja telojen ollessa perusasennossa, on olennaisesti sama. Suurissa koneissa, joissa telojen halkaisijat ovat suuret, voidaan 15 käyttää kevyitä komposiittiteloja, jolloin saumaustelamekanismin massa ei tule häiritsevän suureksi.

Keksintöä selitetään yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisien piirustuksien kuvioissa esitettyyn keksinnön erääseen edulliseen suoritusmuotoon, johon keksintöä ei kuiten-20 kaan ole tarkoitettu yksinomaan rajoittaa.

Kuviot IA, IB ja 1C esittävät tekniikan tasosta tunnettua saumauskoneistoa sivukuvana.

Kuvio 2 esittää FI-patenttihakemuksen 942869 mukaista saumauslaitetta sivukuvana.

25

Kuvio 3 esittää keksinnön mukaisen saumauslaitteen erästä edullista suoritusmuotoa sivukuvana.

Kuvioissa IA, IB ja 1C tyhjenevää konerullaa on merkitty viitenumerolla 11 ja 30 saumaustelaa viitenumerolla 12. Uutta konerullaa on merkitty viitenumerolla 13 ja sen pyörimissuuntaa nuolella A. Teippisaumaa on merkitty viitenumerolla 14.

5 96299

Tekniikan tason mukaisessa ratkaisussa uusi konerulla 13 kiihdytetään ajonopeuteen ja vanha raina P tuodaan lähelle uuden konerullan 13 pintaa. Tämän jälkeen raina P painetaan konerullan 13 pintaan saumaustelalla 12. Vanha raina P katkaistaan katkaisute-rällä 15 sauman 14 yläpuolelta. Kuvioiden IA - 1C mukaisessa tekniikan tason 5 saumauskoneistossa esiintyy ne epäkohdat, jotka on edellä kuvattu.

Kuvion 2 mukainen saumauslaite käsittää saumaustelan 12a lisäksi ainakin yhden toisen telan 12b, joka on aputela ja samalla rainan johtotela. Telat 12a ja 12b on kiinnitetty vipuun 16, joka on nivelöity telojen 12a ja 12b akselien välillä olevasta nivelpisteestä 10 17. Nivelpisteen 17 etäisyyttä telan 12a akselista on merkitty viitekiijaimella Sj ja etäisyyttä telan 12b akselista S2. Rainan P kulkua ennen saumausta on merkitty kirjaimella Wj ja rainan P kulkua saumauksessa kitjaimella W2. Raina P kulkee saumauslaitteen jälkeen johtotelan 18 kautta eteenpäin. Saumauslaitteen toimilaitetta on merkitty viitenumerolla 19. Toimilaite 19 antaa saumaustelalle 12a riittävän nopean 15 iskun. Nopeus voidaan rajoittaa haluttuun arvoon viskoosivaimentimella 20.

Nivelpisteen 17 paikka, ts. etäisyydet Sj ja S2 valitaan saumaustelan 12a ja aputelan 12b taittokulmista riippuen siten, että rainan pituus saumauksessa ja telojen 12a ja 12b ollessa perusasennossa on olennaisesti sama. Kuviossa 2 rainan kulku ennen saumausta 20 Wj, ts. matka pisteestä Pj pisteeseen P2 on olennaisesti sama kuin rainan P kulku saumauksessa W2. Pj tarkoittaa rainan P irtoamiskohtaa aukirullattavasta rullasta 11 ja P2 tarkoittaa rainan P saapumiskohtaa johtotelalle 18.

Kuvion 2 mukaisessa suoritusmuodossa toimilaitteena 19 on käytetty paineilmapaljetta, 25 joka on varustettu esim. hydraulisella vaimentimella 20. Varsinkin suurissa koneissa, esim. suurissa päällystyskoneissa, joissa telojen halkaisijat ovat suuret, voidaan käyttää teloina 12a ja 12b keveitä komposiittiteloja, jolloin saumaustelamekanismin massa ei tule häiritsevän suureksi. Rainan johtotelan eli aputelan 12b ei välttämättä tarvitse olla komposiittitela, vaan voi olla esim. terästela.

30 6 96299

Kuvion 2 mukaisessa ratkaisussa on siis oivallettu kasvattaa saumausrakoa nykyisin käytetystä rakosuuruudesta noin 8 - 12 mm aina jopa esim. 100 mm:iin saakka tai jopa sen ylitsekin. Edelleen kuvion 2 mukaisessa ratkaisussa on pystytty kasvattamaan taittokulmaa ilman mitään haittavaikutusta.

5

Kuvion 3 mukaisessa ratkaisussa keksinnön perusoivalluksen mukaisesti tukiviira 21 on sovitettu kulkemaan saumaustelan 12a ja aputelan 12b kautta, jolloin telanipin lisäksi muodostuu viiranippi 1^. Luonnollisesti tukiviira 21 kulkee kuvion 3 mukaisessa suoritusmuodossa myös johtotelan 18 kautta eteenpäin.

10

Kuvion 3 mukaisessa suoritusmuodossa saumauksen adheesioaika lisääntyy moninkertaiseksi verrattuna kuvion 2 mukaiseen tilanteeseen. Lisäksi saumausteipin adheesio tapahtuu pienelläkin liimauspaineella, koska adheesioaika on riittävän pitkä. Keksinnössä on siis oivallettu kasvattaa liimausaikaa pidentämällä matkaa, jonka aikana saumaus-15 teippi on paineen alaisena.

Kuvion 3 mukaista suoritusmuotoa voidaan havainnollistaa seuraavalla käytännön esimerkillä.

20 Telanipin Lt pituus on yleensä suuruusluokkaa 20 - 30 mm. Vastaavasti viiranipin L2 pituus on yleensä suuruusluokkaa 200 - 1000 mm. Jos esim. telanipin Lj pituus on 25 mm ja nippipaine 100 kP, on viipymäaika 1 ms. Jos viiranipin L2 pituus on 600 mm ja paine 5 kP, on viipymäaika 24 ms. Tämä on laskettu viiran kireydellä 6000 N/m, konerullan halkaisijalla 2,5 m ja ajonopeudella 1500 m/min. Esimerkistä havaitaan 25 välittömästi, että keksinnön mukaisen ratkaisun ansiosta saumausteipin adheesioaikaa voidaan kasvattaa moninkertaiseksi, ts. tässä esimerkissä 24-kertaiseksi.

Edellä on esitetty ainoastaan keksinnön eräs edullinen suoritusmuoto ja alan ammattimiehelle on selvää, että siihen voidaan tehdä lukuisia modifikaatioita oheisissa 30 patenttivaatimuksissa esitetyn keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

<1 ' - n-tt-t an it 1 -.-t m · · =

Claims (2)

7 96299

1. Jatkuvatoimisen aukirullaimen saumauslaite, jolla aukirullaimelle tuotava uusi konerulla (13) liitetään täydessä nopeudessa tyhjenevän konerullan (11) rainaan (P) 5 saumauslaitteen käsittäessä saumaustelan (12), jolla tyhjenevän konerullan (11) raina painetaan kiinni uudessa konerullassa (13) olevaan saumaan (14), ja joka saumauslaite käsittää ainakin yhden toisen telan (12b), ja jossa saumauslaitteessa saumaustela (12a) ja mainittu toinen tela (12b) on kiinnitetty vipulaitteeseen (16), joka on nivelöity mainittujen telojen (12a, 12b) akselien välillä olevasta nivelpisteestä (17) siten, että 10 rainan (P) kulku ennen saumausta (Wj) ja rainan (P) kulku saumauksessa (W2) on sellainen, että rainan (P) pituus saumauksessa ja mainittujen telojen (12a, 12b) ollessa perusasennossa, on olennaisesti sama, tunnettu siitä, että tukiviira (21) on sovitettu kulkemaan saumaustelan (12a) ja mainitun toisen telan (12b) kautta viiranipin (L2) muodostamiseksi, jolloin saumaukseen käytettävissä oleva liimausaika kasvaa 15 moninkertaiseksi. *

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen saumauslaite, tunnettu siitä, että viiranipin (L2) pituus on 200 - 1000 mm. 20 96299 8