JPH01301094A

JPH01301094A - シートカッターにおける切断ナイフのナイフクリアランスの調節方法と装置

Info

Publication number: JPH01301094A
Application number: JP63311819A
Authority: JP
Inventors: Jarmo Kurki; ヤルモ・クルキ
Original assignee: Valmet Ahlstrom Oy
Current assignee: Valmet Ahlstrom Oy
Priority date: 1987-12-09
Filing date: 1988-12-09
Publication date: 1989-12-05
Also published as: US4984490A; FI79256C; EP0319894A3; EP0319894A2; FI875423A; FI875423A0; FI79256B

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、バルブならびに製紙工業に使用されるシー
トカッター、さらに詳しくは、ウェブ材料をシー］−状
に切断するシートカッターｔａ構と、シートカッターに
おいて切断ナイフ間の間隙を調節する方法に関するもの
である。

さらに、この発明は、ウェブ材料が駆動手段により回転
する切断ドラム、該ドラムは、切断ナイフと、支持体に
支持され、回転する切断ナイフからナイフ間隙を置いて
位置するカウンターナイフとを備えているものによって
シート状に切断されるシートカッターにおけるナイフ間
隙を調節する方法に関する。

また、この発明は、ウェブ材料が駆動手段により回転す
る切断ドラム、該ドラムは、切断ナイフと、支持体に支
持され、回転する切断ナイフからナイフ間隙を置いて位
置するカウンターナイフとを備えているものによってシ
ート状に切断されるため切断ナイフとカウンターナイフ
との間に移送されるシートカッターにおけるナイフ間隙
を調節する装置に関する。

（従来の技術〉パルプならびに製紙工業において、操業中、シートカッ
ターにお°ける切断ナイフの間隙を調節する方法は、す
でに種々のものが知られている。これらの方法の一つは
、ステーショナリーなカウンターナイフを回転する調節
ネジにより調節し、低下した切断能力を補正するように
するものである。

第０図は、この調節手段に関するシートカッターのカウ
ンターナイフの取付と調節システムを示し、図示されな
い切断ナイフを備えた切断ドラムが該図の左側に設置さ
れるようになっている。第８図の従来構造においては、
カウンターナイフ２２は、支持体２３に支持され、この
支持体は、図示されていない機枠に取付けられている。

カウンターナイフ２２は、支持体２３に対し位置が調節
されるもので、カウンターナイフの幅方向を横断する列
にそって複数個のｖＡＩネジ２２ａが配置され、これら
調節ネジによって、カウンターナイフ２２の切断ナイフ
に対する位置が調整され、両者の間のナイフ間隙め調節
が行なわれる。切断されるウェブは、支持体２５により
支持された案内プレート２４に案内されてカウンターナ
イフを通過する。

他の方法は、米国特許用３．３５９．８４３号に開示さ
れており、カウンターナイフ支持体全体が移動または曲
がる機構でナイフ間隙を調節するようになっている。ま
た、切断ドラムの位置も変更できるようになっており、
これによりナイフ間隙を調節するようになっている。

前記した方法は、切断ナイフの通常の摩耗により広がり
すぎたクリアランス（間隙）を補正するのに適している
が、例えば、製品に起因する問題の解決には、不向きで
ある。操作を停止しているシートカッターを操作させる
場合、カッターにおける温度差を考慮しなければならな
い。カッターは、室温の状態にあるが、切断しようとす
るウェブ材料は、その温度が室温より最高６０℃も高く
なっている。また、ランニング速度を変えたり、ウェブ
材料の温度に瞬間的な変動があるため、カッターの条件
は、安定していない。

前記のような温度差による問題を解決するために、乾燥
セクションの下流側に冷却セクションを設ける試みがな
されている。しかしながら、このような手段は、エキス
ベンシブなもので、好結果は、得られない。冷却セクシ
ョン通過後の切断すべきつ、ニブ材料の温度を＋４０℃
以下に下げることは難しい。温度差の問題は、切断品質
に大きく影響し、さらに、ナイフ間隙がゼロになれば、
ナイフ相互が接触し合いナイフを破損さけ、これが伯の
構造に影響を与え、最悪の場合は、修理のためシートカ
ッターを長期にわたり休ませなければないなどの問題が
発生ずる。

このような問題を解決するため、第９図に示されている
ようなシートカッターのシステムが提案されている。第
９図のシートカッターは、切断ナイフ２１を備えた切断
ドラム２０を回転自由に機枠に支持し、カウンターナイ
フ２２をカウンターナイフ支持体２３に取付（プ、切断
すべきウェブを支持体２５で支持されている案内プレー
ト２４によりカウンターナイフ方向へ案内し、ローラ２
６によりカッターへ供給される。この第９図のシステム
は、ザーモスタットでコントロールされる水の循環加熱
により切断ドラム２０とカウンターナイフ支持体とを一
定の温度に保つ。したがって、カウンターナイフ支持体
２３には、第１低抗ヒータ２７により加熱される温水を
ポンプ２８により循環させる管路が設けられており、切
断ドラム２０にも第２のナーモスタットコントロールの
抵抗ヒータ２９により加熱される温水をポンプ３０によ
り循環させる管路が設けられている。循環する温水の温
度は、構造体の温度をカッターへ供給されるウェブの温
度よりも高くたもつように選択される。このシステムは
、信頼性の高いことが実証されている。

しかしながら、この第９図のシステムは、シートカッタ
ーの切断ナイフの間のクリアランスがナイフの通常の摩
耗により変化する事実に対応できない。切断ナイフ間の
クリアランスの調節は、調節ネジによる橢械的調節手段
か、または、湿度を上げることによる熱膨張でナイフク
リアランスを狭める手段による。しかし、熱膨張による
調節は、カッターに接近してゆくウェブ材料の温度が極
めて高いという問題に遭遇する。このため、構造体の温
度は、高温レベルに保たなければならず、装置、の保守
などに問題が生ずる。

（発明が解決しようとする課題）前記した従来技術の手段は、構造体の温度が変化したと
き、ナイフクリアランスを手動の調節か、または、構造
体の温廓をコンスタントなレベルに保つかであるが、実
際のナイフクリアランスは、非常に狭いもので、約０．
０１〜０．１０ｍ１の範囲であり、ナイフクリアランス
を適正に保つには、調節作業が難しく、時間のかかる厄
介なものである。

そして、シートカッターは、乾燥セクションの一部を構
成するものであるから、前記のような調節手段であると
、装置全体の製造能率を低下させる問題点があり、これ
が、この発明の解決課題である。

（課題を解決するための具体的手段）この発明は、前記の課題を解決することを目的とし、こ
の目的を達成するための方法として、シートカッターの
操作の間、シートカッターの切断ナイフに作用する切断
力またはシートカッターの機構に与える該切断力のの影
響を測定し、この測定読取り情報をナイフクリアランス
の可変コマンドとして使用する点を要旨とする。

また、この発明の前記課題解決の手段としての装置は、
シートカッタ１の切断ナイフに作用する切断力またはシ
ートカッターの機構に与える該切断力のの影響を測定す
る少なくとも一つのセンサまたは均等手段、該センサか
らの情報を処理し、コントロールする手段ならびに前記
センサ°からの情報を処理し、コントロールする手段か
らの情報をコマンドインパルスとして使用して、シート
カッターのナイフクリアランスを所望のクリアランスに
維持するナイフクリアランスの調節機構とを協えている
。

（実施例）第１図は、この発明の方法と装置が適用されるシートカ
ッターの一例における要部の斜視図である。

このシートカッターは、切断ナイフ２を備えた切断ドラ
ム１からなるものであり、切断ドラム１は、フレーム７
の軸受３に回転自由に支承されている。

切断ドラム１は、駆動手段４により回転駆動されるもの
で、該駆動手段は、第１図によれば、切断ドラム１の軸
に連結されているが、駆動手段４と切断ドラム１の軸と
の間に適当な駆動力伝達機構を介在させてもよい。

フレーム７には、カウンターナイフ５を支持する支持体
６が取付ｔノであり、このカウンターナイフ５と回転切
断ドラム１のナイフ２との間には、所望のクリアランス
が設けてあり、該クリアランスを本明細書では、ナイフ
クリアランスと称する。

また、シートカッターは、図示されてはいないが、支持
門構を備えた案内プレートを有している。第１図で示し
た複数本の線部分１０は、本明細書では゛測定部”と称
するもので、フレーム７と切断ドラム１の軸受３との相
対位置関係を調整するもので、カウンターナイフ６の支
持体６とフレーム７とは、互いに固定されている。

第２図は、切断操作の間の切断力の図解であって、第、
２図には、ナイフ２を備えた回転切断ドラム１と、支持
体６に取付けられたカウンターナイフ５が示されている
。矢印Ｆ１は、切断ドラム１の回転力に対する抵抗力成
分、即ち、回転ナイフの円軌跡に対する正接方向の力成
分、換言すれば、主切断力を示す。矢印Ｆ２は、カウン
ターナイフ５と回転ナイフ２とをｎいに引ぎ離す力成分
、即ち、回転ナイフ２の半径方向の力成分、換言すれば
、引き離し力を示す。引き離し力Ｆ２は、主切断力Ｆ１
に対し直角なものと定義できる。切断操作の間、主切断
力Ｆ１は、切断ドラム１の回転速度を減速さＵようとし
、引き離し力Ｆ２は、力１クンターナイフ５と回転ナイ
フ２との間隙を広げようとする。試験ならびに実用段階
における経験研究によれば、ナイフ間隙と切断力を一方
とし、ナイフ間隙と切断品質を他方としたとき、これら
は、互いに依存し合うことが判明している。切断品質は
、１、ｌＪれ味の目視と、バルブのあるユニット当りの
結節の数に基づく繊維結節の率を意味する。繊維結節は
、Ｉ！Ｉｆｔ同志が互いに固着し合ったものであって、
製紙作業に先立つバルブスラッシング工程において分離
されないものであり、最終製品における所謂魚眼現象の
原因となり、印刷適性を低下させ、品質が低下した紙製
品となる。Ｊ！維結節は、カバツキ科のヘミセルロース
を含むウッドバルブが典型的なものであって、柔かなウ
ッドバルブは、あまり関係がない。

第３図は、シートカッターの要部斜視図であって、切断
ドラム１の周側縁は、−点鎖線で示しである。

切断ドラム１は、軸受３によりフレーム７に回転自由に
取イ・」けられており、駆動手段４により回転駆動され
る。フレーム７には、カウンターナイフの支持体６が取
付（）られ、これにカウンターナイフ５が取付りられて
いる。符号１０（斜線部分）は、ドラム１と前記支持体
６との相対距離を示す測定部であり、この距離の調節に
よりナイフ間隙が調整できる。測定部１０は、種々の手
段により調節できるが、機械的調節は、時として不正確
なものであるため、測定部の温度調節による手段が好ま
しい。このような測定部の温度調節は、種々の手段で行
なうことができるが、第４図と第５図により、好ましい
二側を説明する。

第４図において、符号１０ａは、ナイフ間隙を調節する
調節磯構を構成する測定部を示す。第４図の例において
、管路、チャンネルシステムなどの循環路１２が測定部
１０ａに接続され、該循環路内を液体（好ましくは水）
などの熱媒が循環する。

循環路１２には、抵抗ヒータ１１が接続されてＪ３す、
例えば、サーモスタットなどの調節手段により、加熱媒
体の温度が自由にコントロールできるようになっている
。熱媒は、ポンプ１３により循環路１２内を循環し、測
定部１０ａの温度を制御する。第５図の例では、温度コ
ントローラ１４、例えば、電気抵抗などのものが測定部
１０ｂに取付けられていて、測定部の温度を制御する。

このように、測定部１０．１０ａ、１０ｂの温度を上げ
ると、該測定部の熱膨張によりナイフ間隙が増大し、該
温度を下げれば、ナイフ間隙は、縮小する。

切断力Ｆ１とＦ２によりフレームに振動が発生する。こ
のフレームの振動レベルは、切断力Ｆ１、Ｆ２に比例す
るもので、これらの力のマグニチュードは、振動周波数
レンジから直接計算することができる。この発明の一例
による調節システムの基礎は、振動レベルであって、こ
れによりナイフ間隙が調節される。この−例が第６図と
第７図とに示されている。この例においては、センサー
１５がカウンターナイフの支持体６に装備されており、
周波数または加速度を測定する。第６図にセンサー１５
が示されており、カウンターナイフ支持体６に配置され
、カッターＭ４３ａのエッセンシャルな周波数レンジの
みが好ましくは測定される。

他の構造の振動周波数は、ナイフ間隙の調節には、必須
のものではない。第６図と第７図においては、ｉｏ測測
定ナイフ間隙の調節のプロセスがブロック図で示されて
いる。センサー１５がカウンターナイフの支持体６の振
動を測定し、周波数レンジを得るため、振動レベルがま
ずフィルターされ、分析され、構造に属さない振動を除
き、周波数レンジが純粋化される。ついでセンサー情報
は、プロセッサへ送られ、所定の時間で平均値が計算さ
れる。周波数レンジの計等された平均値は、前記時間に
Ｊ３　＊ｊる測定されたγ均１直と比較される。このよ
うにプロセスされた情報は、制御または調節手段へ送ら
れ、受けた制御インパルスを基にして測定部１０．１０
ａ、１０ｂの温度が調節され、測定部の長さを所望の値
とし、ナイフ間隙の値を所望なものとする。前記制御手
段にＪ：す、測定部は、加熱されるか、冷却されて、熱
による伸縮作用が行なわれる。

リノ衛処理の間、第６図と第７図に示された例とは別に
、ウェブが種々の方法で測定されることができる。この
発明の方法と装置によれば、切断構造体に作用する力を
間接的または直接に測定するには、種々のωが制御変数
として使用することかできる。

切断力の間接的測定の方法は、例えば、駆８軸４に作用
するトルクの測定であって、この測定は、軸に対し直接
行なうか、または駆動トルクを測定するかの両者である
。駆動手段４が電動モータであれば、切断力は、該モー
タのトルクに比例し、該トルクは、該モータの電流消費
に比例するから、その間貸電流を測定すればよい。また
、振動センサを用い、構造体の振動レベルを決定し、有
効な切断力を決定する間接的な測定手段でもよい。

第６図と第７図の実施例においては、調部システムは、
振動センサ１５をカウンターナイフ支持体６に配置しで
ある。熱的装置１０〜・１４の可変コマンドとして、例
えば、構造体に配置されたカセンザからの測定情報、駆
動手段４と切断ドラム３との間のトルク測定手段からの
測定情報または電ｅ′ｆ：−タの電力消費を測定するシ
ステムからの測定情報が使用できる。一定時間に関する
可変コマンドの処理は、振動センサの時間分析に完全に
比例する。

前記した実施例は、この発明を限定するものではなく、
この発明の技術的範囲を逸脱しない限りの変更は、任息
である。

（発明の効果）この発明ににる調節システムの利点は、ナイフ間隙を切
断Ｓ！置の操業中、絶えず調部できることである。測定
部１０．１０ａ、１０ｂの温度は、自ｆ）Ｊ的に調節さ
れ、切断されるべきバルブウェブの温度または切断プイ
フの機械的摩耗に関係なくブイ７間隙が（、Ｉ］断作業
中、常にコンスタン１〜にｌｌｔ持される。そして、ナ
イフ間隙は、発生する切断力の下限値と切断結果の最高
の品質度との両者により］ンスタン１−な設定値が決定
される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例における回転切断ナイフ
とカウンターナイフとを備えたシートカッターの要部の
斜視図である。第２図は、シートカッターにｄ３１．ｊる切断力の作用
を示Ｊ説明図である。第３図は、この発明を実施するに適したナイフクリアラ
ンス調節装置部分の要部説明図である。第４図と第５図は、それぞれ、この発明を実施するに適
したナイフクリアランス調節装置部分の一部の要部説明
図である。第６図は、この発明を実施するに適したナイフクリアラ
ンス調節の方法の説明図である。第７図は、この発明を実施するに適したナイフクリアラ
ンス調節の方法の制御シーケンスを示す１１コック図で
ある。第８図と第９図は、それぞれ、従来技術を示す説明図で
ある。１・・・・・・切断ドラム　　　　　２・・・・・・切
断ナイフ３・・・・・・軸受　　　　　　　　４・・・
・・・駆動手段５・・・・・・カウンターナイフ６・・・・・・カウンターナイフ支持体７・・・・・・
フレーム（１枠）１０．１０ａ、１０’ｏ−−−−・−測定部１５・・・
・・・セン９゛・　　：１代理人　　　　　　　秋　　元　　輝　　雄　、、、１
はか１名１０α ／

Claims

【特許請求の範囲】（１）駆動手段（４）により回転駆動される、切断ナイ
フ（２）を有する切断ドラム（１）と、ナイフ支持体（
６）に支持されたカウンターナイフ（５）とを備えたシ
ートカッターによりウェブ材料をシート状に切断するに
当り、切断ナイフ（２）に対するカウンターナイフの相
対間隙であるナイフクリアランスを調節するため、シー
トカッターの切断ナイフに作用する切断力（Ｆ１とＦ２
）またはシートカッターの機構に与える該切断力の影響
を測定し、この測定読取り情報をナイフクリアランスの
可変コマンドとして使用することを特徴とするシートカ
ッターにおける切断ナイフのナイフクリアランスの調節
方法。（３）計算した平均値を前の時間の計算した平均値と比
較し、これら平均値の差をナイフクリアランスの可変コ
マンドとして使用することを特徴とする特許請求の範囲
第２項の方法。（４）切断力（Ｆ１とＦ２）によるシートカッターの機
構部分の振動レベルを測定して可変コントロールを決定
することを特徴とする前記特許請求の範囲いずれかによ
る方法。（５）測定された振動レベルで周波数分析を行ない、振
動をフィルターして、切断力（Ｆ１とＦ２）によるもの
以外の他の振動が可変コマンドに影響しないようにした
ことを特徴とする特許請求の範囲第４項の方法。（６）可変コントロールが駆動手段（４）の軸のトルク
を測定して決定する特許請求の範囲第１項乃至第３項の
いずれかによる方法。（７）可変コントロールが駆動手段（４）の軸に作用す
るトルクを測定して決定する特許請求の範囲第１項乃至
第３項のいずれかによる方法。（８）切断ドラム（１）の駆動手段（４）が電動モータ
であり、可変コマンドが該電動モータの電力消費を測定
して決定される特許請求の範囲第１項乃至第３項のいず
れかによる方法。（９）切断ドラム（１）とカウンターナイフ支持体（６
）との間の距離、即ち、測定部（１０、１０ａ、１０ｂ
）の長さを変えることによりナイフクリアランスを調節
することを特徴とする前記特許請求の範囲いずれかによ
る方法。（１０）測定部（１０、１０ａ、１０ｂ）の温度を変え
てナイフクリアランスを調節することを特徴とする特許
請求の範囲第９項による方法。（１１）測定部（１０、１０ａ、１０ｂ）の温度を自動
的にコントロールして、ウェブ材料の温度またはシート
カッターのナイフ（２、５）の摩耗と関係なく、ナイフ
クリアランスをコンスタントに保つことを特徴とする特
許請求の範囲第９項または第１０項による方法。（１２）発生した切断力（Ｆ１とＦ２）の下限値と切断
結果の最高品質とによりナイフクリアランスをコンスタ
ントに保つことを特徴とする前記特許請求の範囲いずれ
かによる方法。（１３）駆動手段（４）により回転駆動される、切断ナ
イフ（２）を有する切断ドラム（１）と、ナイフ支持体
（６）に支持されたカウンターナイフ（５）とを備え、
ウェブ材料をシート状に切断するシートカッターにおい
て、切断ナイフ（２）に対するカウンターナイフの相対
間隔であるナイフクリアランスを調節するため、シート
カッターの切断ナイフに作用する切断力（Ｆ１とＦ２）
またはシートカッターの機構に与える該切断力の影響を
測定する少なくとも一つのセンサ（１５）または均等手
段、該センサ（１５）からの情報を処理する手段ならび
に該処理手段により供給された前記情報をコマンドイン
パルスとして使用することを特徴とするシートカッター
における切断ナイフのナイフクリアランスの調節装置。（１４）センサ（１５）が切断力（Ｆ１とＦ２）による
シートカッターの振動レベルを測定するためのもので、
ナイフクリアランス支持体（６）に配置されている、振
動または加速タイプのセンサか、または、均等手段であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１３項による装置
。（１５）駆動手段（４）の軸のトルクまたは駆動手段に
作用するトルクをセンサまたは均等手段により測定する
構成を特徴とする特許請求の範囲第１３項による装置。（１６）前記駆動手段を構成する電動モータの消費電力
をセンサまたは均等手段が測定する構成を特徴とする特
許請求の範囲第１３項による装置。（１１）熱膨張により長さ寸法が伸縮する手段（１０、
１０ａ、１０ｂ）が切断ドラム（１）とカウンターナイ
フの支持体（６）との間に介在し、両者の距離、即ち、
測定部の長さ寸法を調節する構成を特徴とする特許請求
の範囲１３〜１６項のいずれかによる装置。（１８）熱膨張により長さ寸法が伸縮する手段（１０、
１０ａ、１０ｂ）が熱的にコントロールされ、ナイフク
リアランスが前記手段の温度制御によりコントロールさ
れる構成を特徴とする特許請求の範囲第１３〜１７項の
いずれかによる装置。