NO147610B - Valse med magnetisk kompensert og/eller regulert boeyning - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en magnetisk bøyningskompen-

sert og/eller -regulert, i endene belastet valse, særlig en pressvalse for en.papirmaskin eller en kalandervalse, hvilken valse består av en ikke roterende valseaksel, hvor valsebelast-

ningen overføres via endene, samt en på valseakselen opplagret sylindrisk mantel, og i hvilken valse valseakselen er utformet som en valsekjerne som har organ som tilveiebringer en magnetomotorisk kraft og som er anordnet på en slik måte at det mellom valsemantelen og magnetkjernen dannes et kompenserende kraft-

felt ved innvirkning av en magnetstrøm som går over en luftspalt mellom polsko på magnetkjernen og valsemantelen.

Valsen ifølge oppfinnelsen er beregnet.på å danne et

nip sammen med en motvalse for pressbehandling av materialbaner.

Det er vanlig kjent at slike valser bøyes når dé belastes i endene, hvorved linjetrykket ved pressnipets eller ka-landernipets kantpartier blir større enn ved midtpartiet. Denne ulempe har man forsøkt å unngå ved å bombere valsene, dvs. ved å gjøre valsemantelen tønneformet allerede fra begynnelsen.

Med vanlige bomberte valser oppnås dog f. eks. jevnt linjetrykk

bare ved en bestemt belastning. For å unngå denne ulempe har man utviklet valser med regulerbar bombering. Som eksempel på

slike valser kan det nevnes den såkalte Kiisters-valse (U.S. pa-

tent nr. 2908964), i hvilken det mellom en fast valseaksel og en roterende valsemantel innenfor en viss sektor er anordnet et trykkvæskekammer, hvorved valsemantelens bøyning kan kompense-

res ved regulering av trykket i kammeret. En ulempe i forbind-

else med disse Kiisters-valser er tetningsvanskelighetene og den av dette avhengige trykkvæskelekkasje. En annen ulempe i for-

bindelse med Kiisters-valsene er dessuten deres langsomhet med hensyn til trykkforandringer (trykkøkningshastighet) ca. 30

sekunder og trykksenkningshastighet ca. 10 sekunder). Dette medfører at f. eks. i papirmaskiner en betydelig mengde vrak-papir vil dannes i forbindelse med trykkforandring.

Tidligere kjent er dessuten bøyningskompenserte såkalte CC-valser (Beloit Co.), i hvilke det benyttes mot valsemantelens innerflate anliggende pressko som belastes ved hjelp av trykkvæske. En ulempe ved denne valse såvel som den ovenfor nevnte Kusters-valse er tetningsvanskelighetene som trykk-væsken gir opphav til. En annen ulempe er at det er relativt vanskelig å tilveiebringe usymmetriske justeringer i valsens akselretning.

I de ovenfor behandlede valser tilveiebringes kompenseringskreftene ved hjelp av trykkvæskekamre eller anliggende sko, som krever stor jevnhet på valsemantelens innerflate, noe som øker valsenes fremstillingskostnader.

Pressvalser som beror på elektromagnetiske krefter er tidligere kjent og et formål med oppfinnelsen er også å videreutvikle nettopp slike valser. I denne forbindelse vises til U.S. patent nr. 3456582. Den i dette patent beskrevne valse adskiller seg fra valsen ifølge oppfinnelsen foruten i de-taljutførelse også prinsipielt ettersom valsene i U.S. patentet ikke er belastet i endene.

Med hensyn til den til oppfinnelsen nærliggende tek-nikkens standpunkt vises dessuten til DE-OS nr. 1761641, hvor det er beskrevet en med permanentmagneter utformet bøyningskom-pensert valse. Valsen har permanentmagneter i forbindelse med både en fast aksel og en roterende valsemantel. Regulæeringen av kompenseringskreftene skjer ved innbyrdes aksiell forskyv-ning av valsens aksel og valsens mantel, hvorved den innbyrdes stilling av mantelens og akselens permanentmagneter forandres, og på denne måte kan kompenseringskreftene reguleres.

Dessuten vises til U.S. patent nr. 4062097. Den magnetiske valse ifølge dette patent kjennetegnes ved at bøy-ningskompenseringen utføres magnetisk på en slik måte at det i forbindelse med to i det vesentlige koaksiale sylindriske deler i valsemantelen er anordnet organ som tilveiebringer en magnetomotorisk kraft mellom disse deler, at i forbindelse med valseakselen er anordnet andre organ som tilveiebringer en magnetomotorisk kraft mellom motsatte sektorer av valseakselen og at det mellom valseakselen og mantelen på den ene side fremkommer en trekkende kraft og på den annen side en frastøtende kraft ved samvirkning av de magnetfelt som dannes av nevnte magneto-motoriske krefter.

Nærmest foreliggende oppfinnelse ligger U.S. patent nr. 3489079. Den i dette patent beskrevne valse har en i V-form anordnet magnetskoanordning som tilveiebringer en trekk-kraft ved to luftspalter mellom to poler i magnetskoanordningen og den indre flate av valsemantelen. I denne anordning er vin-kelen mellom magnetskoen relativt liten, slik at den effektive luftspalt blir relativt liten og en stor del av valsemantelens indre flate blir i magnetisk henseende ueffektivt utnyttet med hensyn til kompenseringskreftene.

Et formål med foreliggende oppfinnelse er å videreutvikle de ovenfor nevnte valser og eliminere de ovenfor nevnte ulemper.

Et spesielt formål med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en med hensyn til reguleringsegenskapene hurtige-re valse enn tidligere kjent i forbindelse med Kusters- og CC-valsene. Et annet formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en i saraménligning med de ovenfor nevnte tidligere kjent mekanisk eller hydraulisk kompenserte valser med hensyn til kostnader mer fordelaktig valse, fremfor alt ved at ingen spesielle glatt-hetskrav stilles til valsemantelens indre flate ettersom ingen direkte berøring og ingen behov for tetning forekommer. Et formål er også å tilveiebringe en med hensyn til behovet for drifts-energi mer fordelaktig valse enn tidligere, da de hvirvelstrøms-tap som magnetfeltet gir opphav til antagelig er mindre enn

friksjonstapene som de lange tetninger gir opphav til.

En videre hensikt med oppfinnelsen er også å tilveie-.bringe en valsekonstruksjon som i sammenligning med tidligere kjente magnetisk kompenserte valser muliggjør en mer nøyaktig regulering av fordelingen av niptrykket enn tidligere og som muliggjør anvendelse av større kompenseringskrefter enn tidligere. Denne hensikt er blitt aktuell fremfor alt fordi niptrykket i presser i papirmaskiner og kalandre i de senere år er steget og lengden for de angjeldende valser er blitt øket.

For å oppnå de ovenfor nevnte hensikter og mål som fremgår senere, er oppfinnelsen i det vesentlige kjennetegnet ved at magnetkjernens tverrsnitt har tre polsko og at magnetiseringsspoler som danner en magnetomotorisk kraft er anordnet i forbindelse med den nevnte magnetkjerne på en slik måte at den magnetstrøm som danner det egentlige kompenseringskraftfelt går gjennom en i midten beliggende polsko på magnetiseringskjernen og vender tilbake til magnetiseringskjernen via valsens mantel og to i det vesentlige midt overfor hverandre beliggende polsko på magnetiseringskjernen.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere under henvisning til en utførelsesform som er fremstilt på teg-ningene, som viser: fig. 1 et skjematisk sideriss av en valse ifølge oppfinnelsen,

fig. 2A, 2B og 2C et snitt langs linjen II - II på fig. 1, hvorved fig. 2A viser formen for magnetstrømmen, fig.

2B viser plasseringen av magnetiseringsspolene og fig. 2C viser størrelsen og fordelingen av trekkreftene mellom magnetskoanordningen og valsemantelen,

fig. 3 et tverrsnitt av en valse ifølge oppfinnelsen, fig. 4 et snitt langs linjen IV - IV på fig. 3.

Den på figurene viste elektromagnetisk kompenserte valse 10 omfatter en sylindrisk manteldel 11, hvis, i hvert fall indre del, er av et magnetisk ledende mykt materiale, mens den ytre del ved behov kan være utstyrt med et magnetisk ikke ledende av hvert anvendelsesformål bestemt belegg. Valsen omfatter en fast aksel som belastes ved endene 13. På fig. 1 er de angjeldende belastende krefter betegnet med FQ, som sammen med valsens 10 egen tyngde tilveiebringer et nødvendig niptrykk i et nip N, som valsen danner sammen med en motvalse 20. Den roterende valsemantel 11 er opplagret på akselen ved hjelp av lagre 12. Akselens 13, 14 midtlinje er betegnet med C-C.

Valsens faste aksel er fremstilt av magnetisk ledende materiale og er utformet til en magnetkjerne 14, hvis tverrsnitt er i det vesentlige T-formet. Kjernen har med magnetiseringsspoler 17a, resp. 17b utstyrte polsko 15a, resp 15b og en for disse sko felles større polsko 16, som også kan være utstyrt med en magnetiseringsspole, selv om en slik ikke er vist på figurene. Den ovenfor beskrevne magnetkjerne 14 er plassert innenfor den roterende valsemantel 11 på en slik måte at det mellom de midt imot hverandre beliggende polsko 15a og 15b og valsemantelens innerflate fremkommer luftspalter A^ og A2. Ved polskoen 16

fremkommer på tilsvarende måte en luftspalt A^. Ifølge fig. 2A

går luftspaltenes A^ og A2 symmetrisentralplan T, - T2 gjennom valsens rotasjonsaksel C-C. Luftspaltens A^ symmetrisentral-

plan T 3 danner vinkler 3-|_ og 3 2 me<^ planet T, - T_. Ifølge fig. 2A er vinklene 3-j_ og $ 2 rette vinkler, men størrelsen for disse vinkler kan avvike noe fra denne verdi.

Fig. 2A viser hvordan magnetstrømmen går i magnet-

kjernen 14, i luftspaltenes A^, A2 og A^ og i valsemantelen.

Den på fig. 2A viste fordeling av magnetstrømmen tilveiebringer

i fig. 2C skjematisk viste kretser F^, F2 og F^. Kraften F^ er den aktive kraft som når den virker ved luftspalten A^ tilveie-

bringer en kompensering av den av-valsens 10 egenvekt og belast-

ning FQ forårsakede bøyning og regulering av fordelingen av linjetrykket på ønsket måte i nipet N mellom valsene. 10 og-2 0..-Under magnetkjernen 14 foreligger en isoibasjonsspalt

V som styrer magnetstrømmen i det vesentlige til luftspaltene

A^, A2 og A.j. På fig. 2C er det vist en sektor a, hvis størrelse

er ca. 270°, og denne sektor har ifølge oppfinnelsen kunnet ut-

nyttes effektivt for tilveiebringelsen av kompenserende magnet-

iske krefter.

Ifølge fig. 4 strekker, den polsko 16 som tilveiebrin-

ger den hovedsakelig kompenserende kraft F^ seg over hele leng-

den til valsemantelen 11. Derimot er flere polsko 15a og 15b anordnet ved siden av hverandre og utstyrt med separate magneti-ser ingsspoler 17. Fig. 4 viser polsko 15b^, 15b2 og 15bN samt magnetiseringsspoler 17b^, 17b2 og 17bN i forbindelse med disse-

sko. Et antall N slike polsko 15 er altså anordnet ved siden av hverandre.

Bøyningskompenseringen og -reguleringen og herved

fordelingen av linjetrykket i nipet N kan beherskes elektrisk ved å regulere styrken av og de innbyrdes forhold mellom magneti-seringsstrømmene som føres til de forskjellige polskos spoler 17a^, b-^ - 17aN, bN. Denne fremgangsmåte illustreres på fig. 4

med en blokk 19 og tegn 1^, I2, ... ^jj- 1 visse tilfel-

ler er det tilstrekkelig med en slik metode hvor de forskjellige spoler 17 seriekobles og strømstyrken i den oppnådde spolegruppe reguleres. Ved magnetiseringen kan benyttes enten likestrøm

eller vekselstrøm. Ved anvendelse av likestrøm anvendes i og for seg kjente styrte likerettere. Ettersom magnetiserings-strømmen føres bare til faste magnetiseringssko, kreves ingen sleperinger eller lignende anordninger.

Selv om det foran er tale om en fast magnetkjerne 14, så er det klart at den ved behov kan anordnes vridbar :rundt""vå±-sens rotasjonsaksel C-C, hvorved stillingen for kompenserings-kref tenes virkeområde kan forandres på ønsket måte. Man kan også tenke seg en slik reguleringsmetode hvor størrelsen til luftapaltene, særlig luftspalten A^, er regulerbar innenfor visse grenser. Ettersom magnetiseringsskoene 15, 16 ikke står i direkte kontakt med valsemantelens 11 indre flate, stilles det ingen spesielle krav til flatens glatthet.

Oppfinnelsens forskjellige detaljer kan variere innenfor rammen for oppfinnelsen.

Claims (8)

1. Magnetisk bøyningskompensert og/eller -regulert, i endene belastet valse (10), særlig en pressvalse for en papir-maskin eller en kalandervalse, hvilken valse består av en ikke roterende valseaksel (13, 14), hvor valsebelastningen (F ) over-føres via endene (13), samt en på valseakselen (13, 14) lagret (12) sylindrisk mantel, og i hvilken valse (10) valseakselen (13, 14) er utformet til en magnetkjerne (14) som har organ (17) som danner en magnetomotorisk kraft og som er anordnet på en slik måte at det, mellom valsemantelen (11) og magnetkjernen (14) dannes et kompenserende kraftfelt (F3) ved innvirkning av en magnet-strøm som går over en luftspalt (A) mellom polsko (15, 16) på magnetkjernen (14) og valsemantelen (11), karakterisert ved at magnetkjernens . (14) tverrsnitt har tre polsko (15a, 15b, 16) og at magnetiseringsspoler (17) som danner en magnetomotorisk kraft er anordnet i forbindelse med den nevnte magnetkjerne (14) på en^lik måte at den magnetstrøm som danner det egentlige kompenseringsfelt (F^) går gjennom en i midten beliggende polsko (16) på magnetiseringskjernen (14) og vender tilbake til magnetiseringskjernen (14) via valsens (10) mantel (11) og to i det vesentlige midt overfor hverandre beliggende polsko (15a, 15b) på magnetiseringskjernen (14).

2. Magnetisk bøyningskompensert og/eller -regulert valse ifølge krav 1,karakterisert ved at magnetkjernen (14) har T-formet tverrsnitt.

3. Magnetisk bøyningskompensert og/eller -regulert valse,karakterisert ved at magnetkjernens (14) tre polsko (15a, 15b, 16) danner aktive luftspalter (A^, A2, A^) sammen med valsemantelens (11) indre flate innenfor en sektor (a) hvis størrelse er over 180 , hensiktsmessig ca. 270°.

4. Magnetisk bøyningskompensert og/eller uregulert valse ifølge krav 1, 2 eller 3, karakterisert ved at det mellom magnetkjernen (14) og valsemantelens (11) indre flate for å styre magnetstrømmens gang er anordnet en isola-sjonsspalt (V) innenfor den sektor (360 - a) som faller utenfor sektoren (a) for de av de tre polsko (15a, 15b, 16) dannede luftspalter (A^, A2, A^) .

5. Magnetisk bøyningskompensert og/eller -regulert valse ifølge krav 1, 2, 3 eller 4, karakterisert ved at den midterste polsko (16) som danner det egentlige kompenseringskraftfelt (F^) er enhetlig over hele den aksielle lengde av kompenseringsområdet.

6. Magnetisk bøyningskompensert og/eller -regulert valse ifølge krav 1, 2, 3, 4 eller 5, karakterisert ved at de innbyrdes midt imot hverandre beliggende polsko (15a, 15b,) består av flere ved siden av hverandre beliggende separate polsko (15a1, 15a2, b2 ... 15aN' t>N, som hver har separate magnetiseringsspoler ( lla.^, h^, 17a2, b2, ... l7aN' bN) •

7. Magnetisk bøyningskompensert og/eller -regulert valse ifølge krav 6,karakterisert ved at det til nevnte separate magnetiseringsspoler føres en magnetiserings-strøm (I-j.' I2' •'• V adskilt for seg på en slik måte at linje-trykkbelastningen i nipet (N) mellom valsen (10) og en motvalse (20) for denne reguleres og/eller kompenseres til ønsket fordeling ved å regulere de nevnte magnetiseringsstrømmers (1-^» I2, ... IN) styrker og/eller innbyrdes forhold.

8. Magnetisk bøyningskompensert og/eller -regulert valse ifølge krav 1, 2, 3, 4, 5, 6 eller 7, karakterisert ved at et sentralplan (T.^ - T2) gjennom de to midt imot hverandre beliggende polsko (15a, 15b) går i det vesentlige gjennom valsens (10) rotasjonsaksel (C - C) og at et sentralplan (T^) gjennom den midterste polsko (16) står i det vesentlige vinkelrett til ovennevnte plan (T^ - T2) og også går gjennom valsens (10) rotasjonsaksel (C - C) (fig- 2A).