JPS63295788A - 材料ウエブへの圧力負荷の分布の制御方法、材料ウエブの処理装置および圧力処理ニップの調整方法 - Google Patents

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】 失直且１ 本発明は、各領域で調整可能なロールおよび／または同
様のプレスシュー装置とその対向部材、例えば対向ロー
ルとの間に形成されるニップを通して送られる材料ウェ
ブに、材料ウェブの走行方向に交差する方向に加えられ
る圧力負荷の分布を制御する方法に関する。この方法に
おいては、各領域で調整可能なロールまたはシューに作
用する負荷部材、たとえば、各領域で調整可能なロール
の中心軸に支持された平滑シュー群または同等物が使用
される。前記負荷部材の圧力動作アクチュエータは、調
整部により制御される。そしてこの方法においては、設
定値部が使用され、設定値部により一連の設定値信号Ｑ
　（Ｚ）が作成される。この信号は直接または処理部を
通して調整部に送られ、その調整回路の設定値を構成す
る。

さらに本発明は、脱水ニップやカレンダニップなどのプ
レスニップ内における紙ウェブなどの材料ウェブの処理
装置に関する。この装置は、可変クラウンロールまたは
相当のシュー装置およびそれらの対向部材、例えば対向
ロールを有する。これらは共に、被処理材料ウェブが通
過するニップを形成する。そして、前記可変クラウンロ
ールまたはシュー装置は、静止部および静止部のまわり
に回転するシリンダマントルまたはバンド、および前記
静止部とマントルまたはバンドの間に配置され圧力負荷
領域をなす一連の平滑−シューまたは同等物を有する。

これらの各々は、バルブまたは同等物により制御される
領域圧力により加圧される。そして前記装置は、調整シ
ステムを含み、調整システムは設°定値部、リミッタ部
または相当の処理部、調整部、アクチュエータ部を有す
る。アクチュエータ部は一連の圧力バルブと一連の圧力
フローコンバータまたは同等物を含み、これらからフィ
ードバック信号がレギュレータ部に送られる。

背景技術 抄紙機械および紙の後処理装置において、いくつかのロ
ールを使用して脱水プレスニップ、スムージングニップ
、カレンダリングニップを対向ロールとともに形成する
。これらの使用目的では、ニップ内の一次負荷の分布、
すなわち軸方向における輪郭（プロファイル）を不変と
することが重要である。または、このプロファイルを所
望のように調整して、例えばウェブと交差する方向にお
けるウェブの湿気のプロファイルおよび／または厚さの
プロファイル、またはその他のウェブの対応する性質の
プロファイルを制御できることが重要である。この目的
のために、様々な調整可能なりラウンまたは可変クラウ
ンロールが先行技術として知られている。これらにより
、ニップ内の一次負荷の分布が制御される。

先行技術において、いくつかの異なる可変クラウンまた
は調整可能なりラウンロールが抄紙機のために知られて
いる。一般に、これらのロールは重い、静止したロール
軸および軸の回りに回転して配置されたロールマントル
を有する。前記軸とマントルの間に、平滑シュー装置お
よび／または油圧室が取り付けられている。それらはマ
ントルの内面に作用し、ロールの軸方向にいくつかの部
分またはグループに分けられ、すなわち分類され、これ
によってニップにおけるマントルの軸方向プロファイル
を所望のように配置し、調整できる。一般に、プレスニ
ップまたはカレンダリングニップなどのロールによって
形成されたニップは、可変クラウンロールおよびその対
向ロールの６軸に加えられる負荷力により加圧される。

本発明の方法および装置が有利に適用され得る可変クラ
ウンロールの一例は、出願人のフィンランド特許出願第
８８４５８４号に述べられた可変クラウンロールである
。

先行技術において知られているように、通常の給油領域
を有するシリンダにより加圧された平滑シューが、可変
クラウンロールの偏向を制御するため使用される。前記
領域の各々は領域特定油圧バルブにより制御される。異
なる領域における平滑シューの数は、可変クラウンロー
ルとその対向ロールの圧縮力の適切な制御の必要性に応
じて領域ごとに異なってもよい、ニップ圧力を形成する
ために使用される負荷シリンダの数は一般に、ロール軸
の各々の端部に１つである。そしてこれらのシリンダは
、平滑シュ＼とともに圧縮力を形成する。

可変クラウンロールは、抄紙機、紙精製機およびさまざ
まな紙の後処理装置のすべてにおいて。

ますます広範囲に使用された。これは一部は、製造され
る製品には常により高い品質要求が課されるという事実
に基づいている。すなわち、その諸性質について言えば
、紙は機械の方向および横断方向の両方において、常に
よりきびしい品質仕様でなければならない。常によりき
びしい品質基準を求める少なくとも一部の理由は、新し
い複写および印刷技術である。それらが適切に機能する
には紙の均一な性質が要求される。可変クラウンロール
は、これによって前記紙の品質に良い効果を与えること
が可能な１つの構成要素である。

可変クラウンロールの機械的な構成は近年相当に進歩し
た。しかし、可変クラウンロールの調整システムについ
ては同様にいうことはできない。

しかし同調整システムは、可変クラウンロールを紙の品
質の制御のために使用する場合、完全に決定的な玉要性
を有する。

可変クラウンロールのための先行技術の制御システムは
、たとえ領域ロール内で異なる領域に領域圧力によって
形成される圧縮力の相互作用を考慮したとしても、ロー
ルの操作者が制御でき、それによりウェブの横断方向に
常に高く変化する特性プロファイルを得ようとする領域
の数が少ないという欠点を含んでいる。現在使用されて
いるこのような制御システムの一例は、ドイツ特許ＤＥ
３．１１７，５１６号による制御システムである。

例えば、可変クラウンロール内で使用可能な５つの圧力
領域がある場合について考えると、先行技術で知られて
いる調整システムにより、一次負荷を設定値により５つ
の異なる点に設定することが可能である。もし可変クラ
ウンロールの長さが例えば１０メートルであると、前記
の点は互いに約２メ一トル離れて配置される。そしてそ
れらの設定値の間の領域内で一次負荷は完全に制御不能
となる。

目　　　的 本発明の目的は、可変クラウンロールの調整システムを
開発し、さらに、可変クラウンロールとその対向部材の
間のニップ内の一次負荷のプロファイルがより正確に調
節可能となるようにし、圧力領域の数の増加を不要とす
ることにある。領域の数が増加すれば、可変クラウンロ
ールの構成がより複雑になり、撹乱傾向が増加するであ
ろう。

本発明の目的はさらに、さまざまな撹乱の不利益な影響
が消滅するか、す、くなくとも最小になるように、ロー
ルの動作の診断および保護などの所定量の「インテリジ
ェンス」を集積できる調整システムを供給することにあ
る。

＆亘立Ｍｘ 上記の目的および後出する目的を達成するために、本発
明による調整方法は主として、設定領域がＮ個（ｐｃｓ
、）使用され、Ｎ個の領域によりニップＮ。の圧力断面
の設定値分布Ｑ　（Ｚ）が、Ｚ＝１・・・Ｎとして設定
され。

設定領域の数Ｎは、別々に調整可能な作用部材または領
域内で調整可能なロールまたはシューの部材群の数によ
りも実質的に多く選択され、ｐＪ＞＞Ｋであり、 設定値部で形成され、またはフィードバック部から設定
値部へ送られる設定領域値Ｑ、・・・ＱＮ（Ｎ個）は領
域変換部に送られ、領域変換部において、調整可能なニ
ップＮｏ；ＮＰまたはその同等物の数学的なモデルに基
づき、領域圧力の設定値Ｐ　・・・ＰＫへの変換を行い
、材料ウェブ部内で、設定値プロファイルＱ　（Ｚ）か
らの逸脱が実質的に最小となるような一次負荷プロファ
イルを達成できるようにすることを特徴とする。

一方、本発明による調整装置は主として、設定値部は設
定領域部を含み、設定領域部内において設定領域部によ
り設定され得る別々の一次負荷の数が、可変クラウン領
域またはシュー内のバルブ領域の数（Ｋ個）よりも実質
的に多く　（Ｎ制、 設定値部はさらに、領域変換部を含み、領域変換部にお
いて設定領域値Ａ１を領域圧力の設定値Ａに変換し、材
料ウェブ部内で一次負荷プロファイルが設定値プロファ
イルＱ　（Ｚ）とできるだけ異ならないようにすること
を特徴とする。

本発明のために、実際問題として、扱われるウェブの特
性プロファイルを、設定特性プロファイルが先行技術に
おけるよりもより正確になるように制御することが可能
である。なぜならば、可変クラウンロールの操作者は、
目標の特性プロファイルを達成できるように、設定プロ
ファイルまたは圧縮力の目標プロファイルをできるだけ
正確に設定することができるからである。この目的は本
発明により達成される。ここで可変クラウンロールと対
向部材との間のニップ内の一次負荷の目標プロファイル
は、独立した圧力領域と領域ごとに調整可能な可変クラ
ウンロール内の負荷シリンダとの合計数と比較して、処
理されるウェブの横断方向における相当に多数の点に設
定可能に配置されている。

本発明によれば、最初に、可変クラウンロールの領域圧
力の設定値は、使用される可変クラウンロール内で有効
な圧力領域の数に必要なものよりも、材料ウェブの横断
方向に実質的により密に設定される。ここで、前記目標
値は、この応用例では新規な方法で本発明により領域ロ
ールの領域圧力のためのガイド値に変換される。前記変
換を具体的に実行し、選択された領域圧力値を用いて目
標の一次負荷分布からの逸脱を最小化する。

領域圧力のための、多数の与えられた目標値から少数の
カイト値への上記変換は、行列処理の数学から知られた
、いわゆる仮逆変換技術により実行できる。それは後に
再び触れる。

本発明の好ましい具体例によれば、診断および保護ロジ
ックが本発明による調整システムに統合される。これに
より、動作の撹乱の不利益な影響Ｘ１」（九墓里 次に添付図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明す
る。ここで、本発明はこの実施例の細目に限定されない
。

まず最初に第１図および第３図を参照して１本発明によ
る調整システムにより調整される可変クラウンロール１
０の構成と動作についてｎ単に説明する。可変クラウン
ロール１０はその対向（カウンタ）ロール２０とともに
ニップＮｏを形成し、ニップＮ。を通して被処理材料ウ
ェブＷが通過する。

ニップは、例えば抄紙機械の脱水プレスにおけるニップ
や、スーパーカレングまたはいわゆるマシンスタックの
いずれかにおけるカレンダ加エニツブである。ニップＮ
ｏにおける一次負荷のプロファイル、すなわちウェブＷ
と交差する方向における一次負荷の分布は、可変クラウ
ンロール１０により調整される。

対向（カウンタ）ロール２０には、６軸２１ａ、２１ｂ
が配設され、これらが軸受支持部材２２ａおよび２２ｂ
の中で回転するようにロール２０が軸支される。これら
の軸受支持部材２２ａおよび２２ｂには負荷部材を配設
してもよい、可変クラウンロールｌＯは１重い中心軸１
１を含み、中心軸１１の回りに円筒状のロールマントル
１３が回転して配置される。

圧力シリンダ−５により装填される滑らかなシューは、
ロールマントル１３の滑らかな内面に作用する。圧力シ
リンダ−５は複数の領域１８・・・に分割され、これら
の領域１６・・・において、本発明の調整システムによ
り調整された油圧作動油の所定の領域圧力が各シリンダ
ー５へ送られる。さらにニップＮｏは可変クラウンロー
ル１０の静止した中実軸１１の６軸１１ａおよびｌｌｂ
からローディングシリンダ１２ａおよび１２ｂにより装
填される。ローディングシリンダー２ａおよび１２ｂ内
には圧力Ｐ　およびＰｂが与えられ、これらの圧力も調
整されている。

まず最初に第１図を参照しで、本発明による調整システ
ムの一般的な原理を説明する０本システムはブロック１
００を有し、ブロック１００は設定値ユニットの領域変
換ユニットを含み、ブロックｌＯＯから可変クラウンロ
ール１０の領域圧力および圧力Ｐ　およびＰｂの設定値
Ａが、設定値Ａの合計数がＫとなるように得られる。こ
の設定値Ａはリミッタ部２００に送られ、ここで領域圧
力の設定値が選択された制限値以内に制限される。リミ
ッタ部２００から、その数がＫである圧力の制限された
設定値Ｂが得られ、設定値Ｂがインテリジェントレギュ
レータ３００に送られる。インテリジェントレギュレー
タ３００かも、その数がＫであるバルブの流れ信号Ｃが
得られる。信号Ｃによりユニット４００が制御され、ユ
ニット４００は圧力制御バルブ４１０とコンバータ４２
０を含む（第３図）、ブロック４００から、バルブ圧力
の流れ信号がフィードバック信号として得られ、この流
れ信号はその数がＫであり、レギュレータ３００に送ら
れる測定信号である。ユニット４００から、バルブ圧力
Ｐが得られ、可変クラウンロール１０の６軸１１ａおよ
び１１ｂに負荷を与える油圧シリンダー２ａおよび１２
ｂのための圧力Ｐ　およびＰ、と同様に、可変クラウン
ロールｌＯ内の領域１２の圧力を形成するように送られ
る。

第１図において、本調整システムはさらに、フィードバ
ック部５００を含むように示され、フィードバック部５
００へ連続した測定信号Ｅが検出装置５１０から送られ
る。検出装置５１０は、ニップＮ。を通して送られるウ
ェブＷの性質、例えば湿気やウェブＷの横断方向の径を
測定する。

フィードバック部５００は、設定値ユニット１００を制
御する。フィードバック部５００は、本発明の多くの適
用例においては使用されない。

本制御システムにより、各領域ごとに調整可能なロール
１０と対向ロール２０の間を通過する材料ウェブに加わ
る負荷力の配分が制御される。領域ごとに調整可能なロ
ール１０に代えて、滑らかなシューが制御領域ＩＢに送
られる油圧に従ってプレスされるパンドループなどの、
円筒ロール面以外の部材を使用することも可能である。

対向ロール１Ｂに代えて、円筒対向面以外の部材、例え
ば動くバンドや静止部材を使用することも可能である。

Ｋ個（例えばＫ　＝　１０）のコンバータ４２０により
、測定情報が領域１θ内および負荷シリンダ１２ａ　、
　１２ｂ内の圧力Ｐについて得られる。フロー信号りに
変換された圧力信号はインテリジェントレギュレータ３
００に接続される。インテリジェントレギュレータ３０
０はリミッタ部２００の出力信号Ｂとして領域圧力の設
定値Ｐを受は取る。インテリジェントレギュレータ３０
０は、その制御信号Ｃにより再び油圧バルブ４１０を制
御する。油圧バルブ４１０の数はＫ、例えば１０個であ
り、制御信号Ｃの数もＫである。

部分的な機能として、インテリジェントレギュレータ３
００は診断部３１０、保護ロジック３２０およびシング
ルチャネルレギュレータ３４０を有する。

ロール１０がその制御部とともに所望のように動作する
と、すなわち調整した精度でバルブ４１０の出力圧力Ｐ
が領域圧力の設定値Ｂに一致すると、第３図に従う動作
が起こる。この時、各圧カレキュレータ３５０、・・・
３５０＋には他の対応するレギュレータから独立して動
作する。

もしロール１０がその制御部とともに異常に動作すると
、インテリジェントレギュレータ３０Ｇの診断部３１０
はバルブの圧力信号りのコンバータ４２０により逸脱を
検出する０診断部３１０から入力される制御データｄｉ
に基づき、保護ロジック３２０はレギュレータ部３４０
のレギュレータ３５０における圧力の設定値Ｂを、ロー
ル１０を保護するために意図された状態に制御する。

リミッタ部２００において、ロール１０を損傷するかも
しれないバルブ４１０の誤った圧力設定値Ａをインテリ
ジェントレギュレータ３００の設定値Ｂへ変換すること
は、すでにあらかじめ防止されている。ここで各油圧バ
ルブ４１０の圧力設定値（Ｐ、　：　ｊ一群，２，・・
・ｋ）は、一定の最小および最大圧力ＭＩＮ（ＬＩＭ（
Ｐ　、））　、　ＭＡＸ（ＬＩＭ（Ｐ　、））　（７）
間で制限Ｊ　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｊされ
ている。ここで、ｊ一群，２，・・・ｋである。さもに
、領域ロールｌＯのマントル１３を過度の屈曲から保護
するために、隣接する領域１６内の設定圧力の差異は、
許容された限界値 ΔＰ、、　　＞　［Ｐｊ−Ｐｊ＋１］　より低いレベル
にＪ：Ｊ＋１ 制限される。ここで、ｊ＝１．・・・、に一群である。

第２図によれば、領域ロール１０の一次負荷は、設定部
１１０において、各設定領域２　（２＝各領域の連続番
号１・・・Ｎ）に対する一次負荷プロファイルＱについ
てその領域の所望の一次負荷Ｑ、　　（ｉ一群，２，・
・・、Ｎ）を設定することによって制御される。

この方法で、領域ロール１０と対向ロール２０の間のニ
ップＮ。において、一次負荷の所望の設定値プロファイ
ルＱ　（Ｚ）が形成される。負荷シリンダ１２ａおよび
１２ｂもまた、設定領域Ｚに含まれる。

本発明の特質的な特徴は設定領域Ｚの数Ｎが実質的に油
圧バルブ４１０またはそれと同等物の数によりも多いこ
とである。すなわちＮ））Ｋである。

ここで領域１Ｂの数はに一２個であり、負荷シリンダ１
２ａおよび１２ｂの数は２である。

本発明において、設定領域Ｚの数Ｎは好ましくは、領域
ロール１０と対向ロール２０の間の材料ウェブ胃内の対
応する一次負荷評価点の数が材料ウェブ胃内の各領域に
発生する一次負荷の分布を示すのに十分であるように選
択される。設定領域Ｚの数Ｎの１つの有利な選択例とし
て、油圧バルブ４１０の数にの約２倍とするものがある
（　Ｎ　ｚ　２！Ｋ　）　＊一般に、Ｎ＝　　（１，５
・・−３）　ｘＫである。操作者の手間および設定範囲
を考慮すれば、上記の設定領域Ｚの数Ｎの選択値によっ
てＮが不必要に大きな値となることはない。

設定領域の数Ｎは一般に、Ｎ＝５から５０の範囲内であ
り、好ましくはＮ＝１０から２０である。可変クラウン
ロール１０内の異なる調整可能な圧力領域の数には、ロ
ール１０の端部に負荷を与える油圧シリンダがあればそ
れを含むが、一般にに＝５から１０の範囲内であり、好
ましくはに＝１３から１０である。

第２図によれば、各領域における一次負荷の設定値Ａ１
は領域変換部１２０へ送られる。領域変換部１２０にお
いて、設定値Ａ１は設定領域２の一次負荷プロファイル
Ｑ　（Ｚ）に従い、領域バルブ４１０の設定値Ａに変換
される。ブロック１２０で行われる変換を実行できるた
めには、領域ロール１０およびその対向ロール２０、な
らびに材料ウェブＷによって形成されたユニットが領域
圧力Ｐ　およびマ 負荷圧力Ｐ、Ｐｂに応じてどの程度伸縮自在であるかに
ついての情報が必要である。この情報は理論的に、また
もし必要ならば実験的に得られ、数学的なモデルの形で
与えられる。このモデルは領域変換部１２０において例
えばコンピュータプログラムの形に適用される。領域変
換部１２０において行われる領域変換のため、設定領域
Ｚ（Ｎ個）から領域バルブ４１０の圧力の設定値Ｃへの
直接の明確な解決はない、有効にすべき領域圧力Ｐ、の
設定（１１ｉ　Ｃによって、設定された一次負荷ブロフ
ァイルＱ　（Ｚ）と可能なかぎりほとんど差がない材料
ウェブＷに加わる実際の一次負荷プロファイルを制御シ
ステムが生成しなけらばならないという重要な限界条件
がブロック１２０で行われる変換に課されると、上記の
変換の問題は一義的に解決できる。

本発明においては、変換部１２０において実行される、
設定一次負荷Ｑ　・・・ＱＮの領域圧力の設定４６　Ｆ
　　・・・ＰＫへの変換（ここでＮ＞Ｋ）は、実際問題
としていわゆる板道理論を適用することによって遂行で
きる。この理論は数学で知られた方法である。この方法
を考慮して、参考資料は、ジェームス　Ａ、カドソウお
よびハインリッヒＲ、マルテンスによる「ディスクリー
トタイムおヨヒコンピュータコントロールシステムＪ　
第７．６節「最小エネルギーコントロールＪ　第２８８
〜２９３頁、ブレンティスホールインコーポレイテッド
、１９７０年（米国）である。

一次負荷Ｑ　（Ｚ）の分布と領域圧力Ｐ、の間の関係は
、ロールおよび材料ウェブＷの性質の物理的データに基
づいて決定される。この決定は、例えば領域ロール１０
、対向ロール２０、それらの間のニップＮ　、およびニ
ップＮｏを通して走行する材料ウェブＷを簡略化された
ビームモデルにより説明することによって行われる。こ
れによって、ニップを説明する要素モデルが所定の−次
方程式群に到達する。この−次方程式群は、上記の最低
条件を代入して行列代数により解決される。

ブロック１２０にプログラムされた領域圧力計算によっ
て、本発明による調整システムの操作者はニップＮ。に
一次負荷Ｑ（Ｚ）の所望の分布を与えることができる。

このように、操作者は紙の性質に影響する量を直接に制
御することができる。これにより、遂行される制御操作
と得られる結果との関係についての一次推論を引き出す
ことが可能である。

測定された紙の横断方向のプロファイルに基づき、操作
者は所望の一次負荷プロファイルＱ　（Ｚ）を設定する
。設定された一次負荷分布を達成するために必要とされ
る領域圧力と負荷圧力はロールニップＮ。を示す前記モ
デルにより計算される。

問題の複雑さにもかかわらず、このモデルに従う制御に
必要なオンライン計算は行列乗算に簡略化される。制御
値はマイクロコンピュータにより容易に計算される。

可変クラウンロール１０のマントル１３およびニップＮ
。内に走行する材料ウェブＷは、単位長当りの一次負荷
における許容された変化についての限界値を課する。も
し操作者が設定した一次負荷プロファイルによって過度
に大きな圧力変化をニップＮ。内に引き起そうとするな
らば、この制御システムは制御実行前に制御を所望のレ
ベルに制限する。

本発明によるシステムは、装置の動作を管理することが
できる。装置にとって重大である障害状態において１本
システムはニップを安全な状態に制御する。このように
、本制御システムは領域ロールｌＯまたはペーパーウェ
ブＷを損傷する制御をいかなる状態においても許さない
。

上述のロールニップＮｏに代えて本発明による調整シス
テムにより第６図および第７図に示された種類あるいは
他の対応する種類の、いわゆる拡張したニップＮ、を調
整することも可能である。

拡張したニップＮＰはその長さが第６図にり。で示され
、面がくぼんだ２０’　プレスロール２０とプレスシュ
ー１０Ａの間に形成される０紙つェブＷはニップＮＰを
通して水を受けるプレスフェルト４１および４２の間を
走行する。さらに、不浸透のパンドループ４０はシュー
１０Ａの平滑部材３５の平滑面３５′　に作用する。パ
ンドループ４０と平滑部材３５の平滑面３５′　の間の
入口側に潤滑剤、例えば潤滑油、または水と潤滑油の混
合物がパイプ３７を通して矢印Ｓの方向に供給される。

プレスシュー１ＯＡはフレームはり３０のフランジ３１
端に支持されている。フランジ３１の頂面上にシリンダ
部３２が装着されている。シリンダ部３２はニップＮＰ
のより長い平面の方向に、連続したシリンダ内径３３、
・・・３３Ｋを含む、これらの内径のうち内径３３　　
および３３ｎ＋１が第６図および第７図に示される。シ
リンダ内径３３内に、連続したピストン３４　　・・・
３４Ｋが取付けられ、それらのピストンのうちピストン
３４　　および３４ｒ１＋１が第６図および第７図に示
される。ピストン群のニップＮＰに面した側面は平滑部
材３５に連結されている。平滑部材３５はシリンダピス
トン群３３．３４の方向に延長され、十分に弾力性を有
する。これによりニップＮ、内の圧力分布が、シリンダ
空間３３内に送られる圧力層　・・・Ｐｎ、Ｐｎ＋１・
・・ＰＫにより調整され、制御される。

第６図において、ウェブＷの走行方向の平滑部材３５の
長さはＬで表示され、厚さはＨで表示されている。Ｌ＝
ＫｘＨとされるならば、平滑部材３５は一般に、Ｋ＝７
から１５の範囲内、好ましくはＫ　＝　１０から１３の
範囲内で十分な可撓性を有する。

この比率にも平滑シュー３５の材質に依存する０本発明
による調整システムにより調整された圧力Ｐは、連続し
たパイプ３８および内径３９を通してシリンダ３３へ送
られる。ピストン３４はシールリング３Ｂによりシール
されている。平滑部材３５の横断方向の長さは、処理さ
れるウェブＷの幅に対応する。

そしてこれは一般に、５から１０ｍのオーダである。

第６図および第７図に示されるプレスロール２０は、対
応するシューにより置き換えられてもよい、これにより
、ニップＮＰは２つの対向するプレスシューの間に形成
される。このような場合の構成は、例えば本出願人のフ
ィンランド特許第７１，３８９号の第７図に示されたも
のと同様でよい。

さらに、ウェブＷの走行方向における圧力分布のような
、拡張されたニップＮ、の構成と動作について前記フィ
ンランド特許が参照される。

第１図は、フィードバック部５００が使用される実施例
を示している。処理される材料ウェブＷに連結して、ウ
ェブの走行方向においてニップＮ。

の後に検出ユニット５１０が配置されている。検出ユニ
ット５１０から連続した測定信号Ｅが得られ、フィード
バックおよび処理ユニット５００に送られる。ユニ、）
５００は再びユニ、）１００を制御し、これによりウェ
ブＷから測定した値に基づいて一連の設定値Ｑ　（Ｚ）
が直接または間接に得られる。

検出ユニツ）　５１０は例えば測定検出器５２１・・・
５２０＋ＮをＮ個含む、検出装置５１０はＮよりも多い
、例えば２！Ｎの検出器を有してもよい、そしてユニッ
ト５００において必要な変換１例えば平均値の算出を実
行して連続した設定値信号Ｑ　（Ｚ）を形成する。静止
した一連の検出器５１０に換えて、材料ウェブＷを横断
しその横断方向における連続した測定信号を与えるかま
たはウェブＷの特性値を得る。適当な検出装置を使用す
ることも可能である。

測定すべきウェブＷの特性値としては、例えばその厚さ
く径）、湿気１表面平滑性、光沢性あるいは前記測定値
の種々の組み合わせでよい、上記のフィードバック部５
００および検出装置５１０．５２０は、しばしば不要で
あるかまたは不便でさえある。そして本発明は大部分「
マニュアル操作で」実行され、システムの操作者が一連
の設定値Ｑ　（Ｚ）を与える。このため操作者は、必要
な情報を抄紙機械または後処理装置に属する他の測定シ
ステムおよび／または実験室から受は取る。

上記において、本発明は領域ごとに調整可能なロール１
０に関してのみ扱われたにもかかわらず。

本発明の保護範囲内において、本発明の方法および装置
は各領域で調整可能なロールｌＯに対応するプレスシュ
ー装置にも適用可能であることが強調される。ここでシ
ュー装置は一般に対向部材、例えばロールまたは第２の
シュー装置とともに、拡張されたニップＮｐを形成する
。このようなプレスシュー装置は、先行技術において知
られている。そしてそこで、平滑シューまたは平滑シュ
ー群を使用することも可能である。これらの平滑シュー
または平滑シュー群の圧力動作アクチュエータは、本発
明の調整システムにより制御される。プレスシュー装置
に関しては、装置内に公知の可撓性のパンドループおよ
び／または弾性バンドを使用することが可能である。

特許請求の範囲には本発明のさまざまの細目が定義され
、これは本発明の思想の範囲内での変形を示し、実施例
にすぎない上述の細目とは異なることがある。

要約すると、本発明はプレス処理ニップを調整する方法
および装置である。

本方法により、ニップを通して走行する材料ウェブの横
断方向の処理圧力分布が、一連の加圧部材を用いて制御
される０本方法においては、調整システムが用いられ、
これにより加圧部材の有効圧が別々に調整される０本方
法においては、調整すべきニップおよび処理すべきウェ
ブを示す数学的モデルが生成される。ニップの圧力プロ
ファイルの設定値分布Ｑ　（Ｚ）が決定され、ここでＺ
＝１・・・Ｎであり、Ｎは、別々に調整可能な加圧部材
または加圧部材群の数によりも実質的に太きくなるよう
に選択される。数学的モデルに基づき、領域変換部がプ
ログラムされる。領域変換部の入力量は設定ライン圧力
Ｑ　・・・ＱＮからなり。

領域変換部の出力量は領域圧力設定値Ｐ１・・・ＰＫか
らなる。そして前記領域変換は、材料ウェブの一次負荷
プロファイルが、その設定値プロファイルＱ（Ｚ）から
の逸脱を最小化して達成されるように、プログラムされ
る。変換された領域圧力設定値Ｐ　・・・ＰＫは、領域
圧力の設定値を生成するように１診断部と保護部を有す
るインテリジェント調整部に送られる。そして調整され
るニップの加圧部材または加圧部材群の各々は、この設
定値により別々に調整される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による調整システムの原理を示すブロッ
ク図、 第２図は設定値部、領域変換部、および一次負荷のリミ
ッタ部を示す図、 第３図は調整される可変クラウンロールおよび前記ロー
ルによって形成されるニツプヘ−のレギュレータの接続
と、本発明によるシステムのレギュレータ、アクチュエ
ータ、およびフィードバック部を示す図、 第４図は本発明によるレギュレータ部のより詳細な具体
例を示すブロック図、 第５図は本発明によるレギュレータ部内の個々のチャネ
ルのためのレギュレータの具体例を示す図、 第６図は本発明の調整に適する、いわゆる拡張されたニ
ップの機械方向における垂直断面図、かつ第７図のＶｌ
−Ｖｌ線断面図、 第７図は第６図の■−■線断面図である。 一群分の　　の１ １０、、、、、、可変クラウンロール １０Ａ　、　、　、　、　、ブレスシュー１１、、、、
、、中心軸 １２ａ、１２ｂ　、　、　、負荷シリンダ１３、、、、
、、ロールマントル １５、、、、、、圧力シリンダ １Ｂ、、、、、、領域 ２Ｇ、、、、、、対向ロール ２１ａ、２１ｂ　、　、　、６軸 ２２ａ、２２ｂ　、　、　、軸受支持部材３２、、、、
、、シリンダ部 ３３　　・・・３３．シリンダ内径 Ｉ　　　ｎ＋１ ３４　　・・・３４８．ピストン １に ３５、、、、、、平滑部材 ４０、、、、、、パンドループ １００　　、　、　、　、　、設定値部１１０　、　、
　、　、　、設定部 １２０　、　、　、　、　、領域変換部２００　　、　
、　、　、　、リミッタ部３００　　、　、　、　、　
、インテリジェントレギュレータ部 ３１０　、　、　、　、　、診断部 ３２０　　、　、　、　、　、保護ロジック部３４０　
　、　、　、　、　、シングルチャネルレギュレータ ３５０・・・３５０◆に、圧力レギュレータ４００　、
　、　、　、　、ユニット ４１０　、　、　、　、　、圧力制御バルブ４２０　　
、　、　、　、　、コンバータ５００　　、　、　、　
、　、フィードバック部５１０　、　、　、　、　、検
出装置 Ｗ、、、、、、ウェブ Ｎ　　、　　、、、ニップ Ｐ　。 特許出願人　バルメット　ペーパ マシーナリ　インコーポレー テッド 代　　理　　人　　香増　　孝雄 丸山　隆夫

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、領域ごとに調整可能なロールおよび／または相当の
   プレスシュー装置とその対向部材、例えば対向ロールと
   の間に形成されるニップを通して送られる材料ウェブに
   、該材料ウェブの走行方向と交差する方向に加えられる
   圧力負荷の分布の制御方法であって、前記領域でロール
   に作用する負荷部材、または、該領域で調整可能な前記
   ロールの中心軸に支持された平滑シュー群もしくはその
   同等物などの調整可能なシューが使用され、前記負荷部
   材の圧力動作アクチュエータは調整部により制御され、
   該方法において、設定値部が使用され、該設定値部によ
   り一連の設定値信号Ｑ（Ｚ）が作成され、該信号は、そ
   の調整回路の設定値を構成するように、直接または処理
   部を通して調整部に送られる圧力負荷の分布の制御方法
   において、 該方法において、Ｎ個の設定領域が使用され、該Ｎ個の
   設定領域によりニップの圧力断面の設定値分布Ｑ（Ｚ）
   がＺ＝１・・・Ｎとして設定され、該方法において、前
   記設定領域の数Ｎは、別々に調整可能な作用部材または
   領域ごとに調整可能なロールまたはシューの部材群の数
   Ｋよりも実質的に多く選択され、Ｎ＞＞Ｋであり、 前記設定値部で形成されまたはフィードバック部から該
   設定値部へ送られる設定領域値Ｑ＿１・・・Ｑ＿Ｎ（Ｎ
   個）は領域変換部に送られ、該領域変換部において、調
   整可能なニップまたはその同等物の数学的なモデルに基
   づき、領域圧力の設定値Ｐ＿１・・・Ｐ＿Ｋへの変換が
   、材料ウェブ内で、設定値プロファイルＱ（Ｚ）からの
   逸脱が実質的に最小となるような一次負荷プロファイル
   が達成され得るように実行されることを特徴とする材料
   ウェブへの圧力負荷の分布の制御方法。 ２、請求項１に記載の方法において、前記設定領域の数
   ＮはＮ＝（１．５・・・３）＿ＸＫの範囲であることを
   特徴とする圧力負荷の分布の制御方法。 ３、請求項１または２に記載の方法において、前記設定
   値プロファイルＱ（Ｚ）のための設定領域の数がＮ＝５
   から５０、好ましくはＮ＝１０から２０であり、前記ロ
   ールの端部を加圧する負荷部材がある場合は該負荷部材
   を含む可変クラウンロールまたは同等物内の調整可能な
   領域の数が、Ｋ＝５から２０、好ましくはＫ＝６から１
   ０であることを特徴とする圧力負荷の分布の制御方法。 ４、請求項１ないし３のいずれかに記載の方法において
   、前記領域圧力設定値（Ｋ個）が前記領域変換部からリ
   ミッタ部へ送られ、該リミッタ部において領域圧力のレ
   ベルが複数の所定の圧力レベル間に制限され、および／
   または隣接する領域圧力間の差が所定の設定された制限
   値よりも低いレベルに制限されることを特徴とする圧力
   負荷の分布の制御方法。 ５、請求項１ないし４のいずれかに記載の方法において
   、インテリジェントレギュレータ部が使用され、該イン
   テリジェントレギュレータ部はシステムの動作を診断し
   、これに基づき前記調整回路の何らかの異常な動作状態
   を制御するように動作するよう配置されていることを特
   徴とする圧力負荷の分布の制御方法。 ６、請求項５に記載の方法において、前記インテリジェ
   ントレギュレータ部を使用して可変クラウンロール内の
   領域圧力を制御し、前記レギュレータ部の診断部から入
   力される誤り状態の通知に基づいてシングルチャネルレ
   ギュレータの設定値が該レギュレータ部に属する保護ロ
   ジック部によって該可変クラウンロールの保護および可
   能ならば被処理ウェブの保護のため適切な状態に制御さ
   れることを特徴とする圧力負荷の分布の制御方法。 ７、請求項１ないし６のいずれかに記載の方法において
   、調整されるニップの後に、被処理ウェブの特性プロフ
   ァイルを該ウェブの横断方向において測定し、該プロフ
   ァイルが直接またはフィードバック部を経由して前記設
   定値部に送られ、これによって一次負荷の設定値分布Ｑ
   （Ｚ）が直接または間接に生成されるように、フィード
   バック接続を行うことを特徴とする圧力負荷の分布の制
   御方法。 ８、脱水ニップやカレンダニップなどのプレスニップ内
   における紙ウェブなどの、材料ウェブの処理装置であっ
   て、可変クラウンロールまたは対応するシュー装置およ
   びそれらの対向部材、例えば対向ロールを有し、これら
   が共に、被処理材料ウェブが通過するニップを形成し、
   前記可変クラウンロールまたはシュー装置が、静止部お
   よび該静止部のまわりに回転するシリンダマントルまた
   はバンド、ならびに前記静止部と該マントルまたはバン
   ドの間に配置され圧力負荷領域をなす一連の平滑シュー
   または同等物を有し、これらの各々がパルプまたは同等
   物により制御される領域圧力により加圧され、該処理装
   置は調整システムを含み、該調整システムは設定値部、
   リミッタ部または相当の処理部、調整部、アクチュエー
   タ部を有し、該アクチュエータ部は一連の圧力バルブと
   一連の圧力フローコンバータまたは同等物を含み、これ
   らからフィードバック信号が前記調整部に送られる、材
   料ウェブの処理装置において、 前記設定値部は設定領域部を含み、該設定領域部では、
   該設定領域部により設定できる別々の一次負荷の数が、
   前記可変クラウンロールまたはシュー内のバルブ領域の
   数（Ｋ個）よりも実質的に多く（Ｎ個）、 前記設定値部はさらに、領域変換部を含み、該領域変換
   部において設定領域値が、前記材料ウェブ内で設定値プ
   ロファイルＱ（Ｚ）とできるだけ異ならない一次負荷プ
   ロファイルが得られるように、領域圧力の設定値に変換
   されることを特徴とする材料ウェブの処理装置。 ９、請求項８に記載の処理装置において、前記調整部は
   インテリジェントレギュレータ部であり、該インテリジ
   ェントレギュレータ部は、 診断部、保護ロジック部、および平行に連結され、互い
   に独立して動作し、調整可能な領域数と等しい数（Ｋ個
   ）の一連のレギュレータを有し、 前記可変クラウンロールまたは同等物の端部に作用する
   負荷部材がある場合には該負荷部材を含むことを特徴と
   する材料ウェブの処理装置。 １０、請求項９に記載の処理装置において、該処理装置
   は、 フィードバック部および検出装置を有し、該検出装置に
   より、調整システムにより調整されたニップを通して送
   られたウェブの特性プロファイルが該ウェブの横断方向
   において測定され、前記検出装置から測定信号が前記フ
   ィードバック部を通して、または前記設定値部へ直接送
   られ、前記設定値プロファイルＱ（Ｚ）を直接または間
   接に形成することを特徴とする材料ウェブの処理装置。 １１、請求項８ないし１０のいずれかに記載の処理装置
   において、 前記調整されるニップは長さを有する拡張されたニップ
   であり、該拡張されたニップは、好ましくは不浸透のバ
   ンドループ内に置かれたプレスシューの平滑部材とプレ
   スロールまたは相当の第２の平滑シューとの間に形成さ
   れ、 前記プレスシューは一連のシリンダ・ピストン結合を含
   み、該シリンダ・ピストン結合内に、本発明の方法によ
   り調整された媒介圧力がダクトを通して送られることを
   特徴とする材料ウェブの処理装置。 １２、圧力処理ニップを調整する方法であって、該方法
   により、処理され、前記ニップを通して送られる材料ウ
   ェブの走行方向と交差する方向における処理圧力の分布
   が、前記ニップを加圧する一連のまたは一群の加圧部材
   を用いて制御され、 前記加圧部材の数Ｋが所望の圧力分布を形成できるよう
   に十分に多く、 該方法において、前記加圧部材または加圧部材の群の有
   効圧が別々に調整される調整システムが使用される圧力
   処理ニップの調整方法において、該方法は、 （ａ）調整されるニップおよび処理される材料ウェブを
   示す数学的なモデルを生成する工程と、（ｂ）前記調整
   されるニップの圧力プロファイルの設定値分布Ｑ（Ｚ）
   を決定し、Ｚ＝１・・・Ｎであり、前記別々に調整可能
   な加圧部材または加圧部材群の数ＫよりもＮを実質的に
   大きく選択する工程と、 （ｃ）工程（ａ）において生成された数学的なモデルに
   基づいて、領域変換部をプログラムし、これにより工程
   （ｂ）により決定される設定ライン圧力Ｑ＿１・・・Ｑ
   ＿Ｎを前記領域変換部の入力量として適用し、前記領域
   圧力の設定値Ｐ＿１・・・Ｐ＿Ｘを前記領域変換部の出
   力量として適用し、前記領域変換を好ましくはいわゆる
   仮逆変換を用いて起こるようにプログラムし、これによ
   り材料ウェブの線形負荷プロファイルを有効にし、その
   設定値プロファイルからの逸脱を実質的に最小化する工
   程と、（ｄ）工程（ｃ）において変換された領域圧力の
   設定値Ｐ＿１・・・Ｐ＿Ｋを、直接、または調整部、好
   ましくは診断部および保護部を有するインテリジェント
   調整部内の領域圧力の設定値に限定されるように送る工
   程と、 （ｅ）前記調整されるニップの加圧部材または加圧部材
   群の各々を、前記設定値の各々により別々に調整する工
   程 とからなることを特徴とする圧力処理ニップの調整方法
   。