NO314602B1 - Dynamisk styrketester for papirkjerner - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelsen angår et apparat og en fremgangsmåte for å bestemme den dynamiske styrken til et rørformet element og mer spesielt et apparat og en fremgangsmåte for å bestemme den dynamiske styrken til en prøve av en papirkjerne av typen som anvendes for å vinne opp store ruller av banemateriale slik som papir, filmer eller lignende.

Papirfabrikanter leverer vanligvis papir til omdannere i formen av store ruller viklet på kjerner, og omdanneme ferdigbehandler papiret til avispapir, tidsskriftpapir, og andre produkter som så blir solgt til trykkerne for trykking av aviser, magasiner og lignende. Dyptrykk- og offsetstrykkepressene som er i vanlig bruk i dag blir kontinuerlig forbedret for å øke deres hastighet så vel som deres bredde, i et konstant forsøk på å øke gjennomløpet og redusere hyppigheten av rullutskifting. For å tilfredsstille behovene til disse hurtigere og bredere pressene produserer papirfabrikantene større og bredere og papirruller.

Generelt foretrekker industrien at papir er viklet på papirkjerner i motsetning til kjerner laget av andre materialer slik som stål. Følgelig blir papirkjerner utsatt for større og større belastning ettersom papirrullene økes i størrelse for å tilfredsstille behovene til hurtigere og bredere presser. Disse store belastningene kan føre til feil i papirkjernen dersom denne ikke er riktig utformet og fremstilt.

En papirrull blir vanligvis opplagret på et vikleapparat eller i en presse ved hjelp av et par kiler eller glidepasninger eller utvidbar spindler som er innført i hver ende av papirkjernen og griper inn med den indre overflaten til kjernen. Spindlene kan roteres for å tillate at papirrullen roteres etter behov under en påviklings- eller awiklingsoperasjon. Ettersom papirrullen blir rotert, blir en dynamisk eller cyklisk belastning påført et område av papirkjernen, og denne belastningen veksler mellom sammentrykning når området er på toppen av kjernen og spenning når kjernen roteres for å bringe området mot bunnen av kjernen. Den tunge cykliske belastningen på kjernen kan føre til delamineirngsfeil i kjernen, enten ved skille i lagbindingen eller klebefeil. Det generelle uttrykket for slike feil er dynamiske styrkefeil.

Det er gjort forsøk på å utvikle testeanordninger for å bestemme den dynamiske styrken til papirkjerner. F.eks. viser US-patent nr. 4.819.488, utstedt til Morel, et apparat for å teste motstanden mot kløving til papp eller kartongrør. Anordningen innbefatter en roterbart montert spindel som har fire trange kileforbindelseskjever som er atskilt om dens ytre omkrets, idet kjevene kan utvides utover ved å dreie en justeringsskrue. Et prøverør blir innpasset i en metallhylse som har en indre diameter som er litt større enn den ytre diameteren til røret, og metallhylsen er ment å simulere papirrullen viklet rundt røret. Montasjen av hylsen og prøverøret blir plassert over spindelen og justeringsskruen drevet for å ekspandere kjevene til å gripe inn med den indre overflaten til røret for å trykke rørveggen mellom kjevene og metallhylsen. Et drivbelte er lagt om den ytre overflaten til metallhylsen. Drivbeltet blir strukket mellom hylsen og en drivtalje montert på en drivaksel som er atskilt fra og parallell med rotasjonsaksen til spindelen og er roterbart opplagret på en dreieramme. Drivtaljen eller blokken er roterbart drevet av en motor. Således blir metallhylsen roterbart drevet av drivbeltet og motoren og prøverøret blir i sin tur roterbart drevet av friksjonsinngrepet til metallhylsen med den ytre overflaten av røret. En pneumatisk jekk er forbundet med dreierammen og kan drives til å forårsake dreiebevegelse av rammen for å endre avstanden mellom rotasjonsaksen til spindelen og rotasjonsaksen til drivakselen, og derved endre spenningen i drivbeltet. Således blir lasten påført røret av den indre overflaten til metallhylsen, som overfører belastningen påført denne av drivbeltet. Den variable spenningen av beltet har til hensikt å simulere varierende vekt av en papirrull viklet på røret.

Testapparatet som er beskrevet i Morel-patentet simulerer ikke nøyaktig den typen belastning som en papir kjerne i virkelig bruk blir utsatt for. Mer spesielt kan det vises at variasjonen i innpassingen mellom den ytre overflaten til testprøven og den indre overflaten til metallhylsen påvirker testresultatene. Siden fremstillingstoleransene for papirkjerner kan føre til betydelige variasjoner i ytre diametre, representerer denne sensitiviteten for ytre diameter et betydelig problem. Videre blir papirkjerner fremstilt i et stort antall forskjellige nominelle ytre diametre, og Morel-apparatet krever derfor at mange hylser med forskjellige indre diametre må være for hånden for å kunne utstyre testprøven med en hylse med den riktige indre diameteren.

I tillegg er metallhylsene ganske stive og det kan vises at denne stivheten tilfører opplagring av testprøven og således endrer testresultatene og gjør detektering av defekter mer vanskelig. Morel-anordningen omfatter heller ikke foranstaltninger for nøyaktig måling og styring av lasten som påføres testeksemplaret av beltet med variabel spenning. Enn videre er ikke driften av prøven ved friksjonsinngrep med den indre overflaten til hylsen representativ på måten hvorved en papirkjeme blir drevet i virkelig bruk. Nok et annet problem med Morel-anordningen er at doren skiller seg i vesentlig grad fra dorene som anvendes i industrien. Låsekjevene til Mandrel-doren er ganske smale og de fire kjevene har kombinert kontakt med bare omtrent 35% av omkretsen til testeksemplaret. Utvidelse av kjevene kan således ødelegge papiret i de områdene hvor kjevene er i kontakt med den indre overflaten av prøveeksemplaret. Videre forårsaker belastningen på testeksemplaret konsentrerte trykkrefter på veggene til prøven når kjevene er i kontakt med den indre overflaten. Begge disse mekanismene kan i betydelig grad endre testresultatene, eller til og med forårsake feil i prøven før testen begynner.

Den foreliggende oppfinnelsen overkommer de forannevnte ulempene som er tilknyttet tidligere kjente papirkjemetesteanordninger ved at det tilveiebringes et testapparat og en fremgangsmåte hvorved en papirkjeme blir opplagret av et drivelement som griper inn med den indre overflaten til papirkjernen og blir roterbart drevet av en motor for å forårsake rotasjon av prøven. Apparatet innbefatter en beltemontasje med variabel spenning som består av et endeløst fleksibelt belte som er viklet delvis rundt den ytre overflaten til papirkjemeprøven, og er i direkte kontakt med prøven. Beltemontasjen med variabel spenning omfatter videre en aktivator som er tilpasset til å påtrykke spenning på beltet slik at det påføres en belastning på papirkjemeprøven normalt til aksen til papirkjernen, og således simuleres vekten til en papirrull eller annet materiale som er viklet på papirkjernen. Apparatet blir styrt av en styreanordning som mater et styresignal til aktivatoren for å styre spenningen som påføres beltet som en funksjon av tiden. Således kan endrede belastninger som papirkjernen blir utsatt for under virkelig bruk simuleres nøyaktig. Det fleksible beltet som er i kontakt med papirkjemeprøven simulerer det bøyelige eller elastiske papiret viklet rundt en kjerne bedre enn metallhylsen som anvendes i de tidligere kjente testapparatene. Videre blir prøven roterbart drevet fra innsiden av drivelementet på samme måte som en kjerne i virkelig bruk i en presse blir drevet fra innsiden og derved simuleres bedre typene belastning som en kjerne blir utsatt for i virkelig bruk.

Apparatet omfatter fortrinnsvis en belastningscelle for å måle den virkelige kraften som påføres beltet av aktivatoren. Belastningscellen mater et utgangssignal til styreanordningen og denne arbeider i en tilbakekoblingssløyfe for å drive den virkelige kraften mot det ønskede kraftnivået.

Aktivatoren er fortrinnsvis en pneumatisk sylinder. En servoventil mater gass under trykk til den pneumatiske sylinderen og er tilkoblet styreanordningen som styrer driften til servoventilen via en tilbakekoblingssløyfe for å opprettholde den virkelige kraften på beltet hovedsakelig på det ønskede kraftnivået.

Hastigheten til motoren kan varieres og den er tilkoblet styreanordningen og en nærhetssensor tilordnet det roterende drivelementet og som gir et utgangssignal til styreanordningen som indikerer omdreininger av drivelementet. Styreanordningen er fortrinnsvis en mikrobasert styreanordning, slik som en datamaskin eller datamaskin/PLC (programmerbar logisk styreanordning) kombinasjon. Styreanordningen kan være programmert slik at den driver den pneumatiske sylinderen og motoren i samsvar med forutbestemte kjøreskjemaer for belastning og hastighet som funksjon av tiden for derved nøyaktig å simulere tidsvarierende belastning og hastighet som en papirkjeme blir utsatt for under virkelig bruk.

Drivelementet som griper inn med papirkjemeprøven er fortrinnsvis en pneumatisk borpatron eller chuck som har utoverekspanderende blader. Bladene kan ekspanderes over et område utoverbevegelse slik at de kan gripe inn med papirkjerneprøver med forskjellige indre diametre. Videre er kraften som påføres den indre overflaten til papirkjemeprøven av bladene selektivt variabel ved at lufttrykket som mates til den pneumatiske chucken varieres.

Tilleggsformål, egenskaper og fordeler ved oppfinnelsen vil bli tydeliggjort av den følgende detaljerte beskrivelsen av en spesifikk utførelse av oppfinnelsen, sett sammen med de medfølgende tegningene i hvilke: fig. 1 er en perspektivtegning av et testapparat i henhold til prinsippene ved oppfinnelsen;

fig. 2 er et frontoppriss av testapparatet hvor deler er tatt bort for å vise indre detaljer i apparatet;

fig. 3 er et venstreside oppriss av testapparatet hvor deler er tatt bort for å vise indre detaljer ved apparatet;

fig. 4 er bakre oppriss av testapparatet hvor deler er tatt for å vise drivmotorens forbindelse med drivakselen;

fig. 5 er en perspektivtegning som viser en papirkjemeprøve idet den blir plassert på den ikke-ekspanderte pneumatiske chucken;

fig. 6 er en tegning tilsvarende fig. 5 og viser papirkjemeprøven på plass på den ikke-ekspanderte chucken;

fig. 7 er en tegning tilsvarende fig. 6 og viser chucken ekspandert for å gripe inn med den indre overflaten til papirkjemeprøven;

fig. 8 er en tegning tilsvarende fig. 7 og viser beltet når det blir plassert rund papirkj erneprø ven;

fig. 9 er en tegning tilsvarende fig. 8 og viser beltet under spenning for å påtrykke en belastning på papirkjemeprøven; og

fig. 10 er en skjematisk representasjon av styresystemet og viser forbindelsene mellom styreanordningen og sensorene og de styrte anordningene i apparatet.

Fig. 1-4 viser forskjellige riss av et testapparat 10 i samsvar med prinsippene for oppfinnelsen. Apparatet 10 omfatter en ramme eller chassis 12 som besørger struktur eller bygningsmessig opplagring av de forskjellige komponentene til apparatet. En motor 14 (fig. 4) er montert på en horisontal plate 16 til chassiset 12, med en utgangsaksel 18 til motoren 14 horisontalt mot baksiden av apparatet 10. Utgangsakselen 18 har påmontert en drivblokk eller skive 20.

En drivaksel 22 (fig. 3) er dreibart opplagret i en horisontal orientering parallelt og atskilt vertikalt over motorutgangsakselen 18. Drivakselen 22 er opplagret av avtagende rullelager 24 inneholdt i et par horisontalt atskilte lagerblokker eller hus 26 som er festet til en horisontal plate 28 av chassiset 12. En tidsinnstillings- eller registerskive 30 er montert på drivakselen 22 inntil enden nærmest baksiden av apparatet 10, og skiven 30 er horisontalt innrettet med drivskiven 20. Et tidsinnstillings- eller registerbelte 32 er sløyfet rundt drivskiven 20 og tidsinnstillingsskiven 30. Således blir drivakselen 22 roterbart drevet av tidsinnstillingsskiven 30 og tidsinnstillingsbeltet 32 via forbindelsen til beltet 32 med drivskiven 20. Tidsinnstillingsskiven 30 har fortrinnsvis større diameter enn drivskiven 20 for å bevirke en hastighetsreduksjon mellom motorutgangsakselen 18 og drivakselen 22, f.eks. en hastighetsreduksjon på omtrent 3:1.

Den motsatte enden av drivakselen 22 nærmest frontsiden av apparatet 10 opplagrer en pneumatisk chuck 34 (fig. 1 og 2), den pneumatiske chucken 34 er fastkilt eller på annen måte festet til drivakselen 22 slik at den roterer sammen med drivakselen 22. Drivakselen 22 omfatter en indre passasje 42 som strekker seg sentralt gjennom denne langs hele lengden av akselen 22 for å forsyne luft under trykk til den pneumatiske chucken 34. En pneumatisk roterende sammenstilling 44 er tilkoblet den bakre enden av akselen 22 og er tilpasset til å tilkobles en dertil egnet luftforsyningsledning 45 og å mate luft fra ledningen 45 inn i den indre passasjen 42.

Den pneumatiske chucken 34 omfatter et sett på tre blader 46 (fig. 5-9) som kan ekspanderes utover over et område at en radial bevegelse for å oppta eller tilpasses variasjoner i den indre diameteren til prøvekjemer. Bladene 46 er utformet slik at de er generelt sirkulært bueformede ved deres ytre overflater, og hvert blad spenner over en bue på omtrent 110 grader, slik at sammen danner bladene 46 kontakt over 90% av omkretsen til en papirkjemeprøves indre overflate. Bladene 46 er sammenkoblet ved hjelp av fjærer (ikke vist) som hjelper til i å fordele kreftene som påføres av bladene 46 jevnt på en prøvekjerne. Fig. 5 viser den pneumatiske chucken 34 og viser en papirkjerneprøve 50 idet den blir montert på chucken 34. Chucken 34 kan fjernes fra drivakselen 22 (fig. 3) og erstattes med tilsvarende utformede chucker som er dimensjonert for forskjellige kjernestørrelser. Således kan det testes kjerner med en rekke forskjellige størrelser. Det er fordelaktig at bladene 46 til chucken 34 er utstyrt med langsgående ribber 47 som forenkler gripingen av prøvekjerne 50 fra innsiden slik at kjernen 50 ikke slurer eller glir i forhold til chucken 34 under rotasjon. Fig. 6 viser prøvekjernen 50 på plass i chucken 34 med bladene 46 i den ikke-ekspanderte posisjonen, og fig. 7 viser bladene 46 ekspandert utover for å gripe inn med den indre overflaten til prøvekjernen 50. Belasting blir påtrykt papirkjemeprøven 50 av et endeløst fleksibelt belte 60 som er viklet delvis rundt den ytre overflaten til prøvekjernen 50 og rundt en blokk eller skive 62 (fig. 2,3 og 9) som er selektivt bevegbar for å variere spenningen som påtrykkes beltet 60. Mer spesielt er skiven 62 montert på en nedre aksel 64 som er roterbart opplagret av lageret 66 inneholdt i hus 68 som er montert på en vertikalt glidbar opplagringsplate eller transduserplate 70. Transduserplaten 70 er vertikalt opplagret og festet til en belastningscelle 72 som er tilkoblet stempelet 74 til en pneumatisk sylinder 76. Ved uttrekning av stempelet 74 vil således belastningscellen 72 og transduserplaten 70 bli beveget oppover og minske avstanden mellom aksene til den pneumatiske chucken 34 og den nedre aksen 64 og derved redusere spenningen i beltet 60.1 motsetning til dette, ved tilbaketrekking av stempelet 74 vil belastningscellen 72 og transduserplaten 70 bli beveget nedover slik at spenningen i beltet 60 blir økt. Vertikal bevegelse av transduserplaten 70 blir styrt av en styresylinder 78 (fig. 2) som er vertikalt montert ved hjelp av et par braketter 80 som er festet til chassiset 12. Et styreåk eller krage 82 griper inn med styresylinderen 78 og er festet til transduserplaten 70. Styrekragen 82 glir vertikalt langs styresylinderen 78 slik at bevegelse av transduserplaten 70 blir avgrenset til den vertikale retningen.

Apparatet 10 innbefatter et styresystem som gjør det mulig at belastningen som påtrykkes på en papirkjerneprøve av beltet 60 kan styres nøyaktig for å tilpasses ethvert ønsket kraftnivå, og som også muliggjør at kraften kan variere som en funksjon av tid under en test. For dette blir den pneumatiske sylinderen 76 matet med gass under trykk, fortrinnsvis luft, fra en egnet kilde via en styrbar servoventil 84, se flg. 10. Videre gir belastningscellen 72 et utgangssignal via en konvensjonell brokrets som en funksjon av kraften som utøves mellom transduserplaten 70 og den pneumatiske sylinderen 76. Belastningscellen 72 blir nullstilt i statisk tilstand med slakken i beltet 60 slik at kraften som indikeres av belastningscellen 72 er lik kraften som utøves på en papirkjerneprøve av beltet 60.

Utgangssignalet fra belastningscellen 72 blir matet til en mikroprosessorbasert styreanordning 86, som også er tilkoblet via en styreledning 88 til servoventilen 84. Styreanordningen 86 er en kombinasjon av en programmerbar logisk styreanordning (PLC) og en PC, selv om andre typer mikroprosessorbaserte styreanordninger kan anvendes. På konvensjonell måte omfatter styreanordningen 86 en CPU 90, lagerenhet 92, fjern INN/UT (I/O) anordning 94, et tastatur 96 og et display 98. Styreanordningen 86 er programmert med styrelogikk for å drive servoventilen 84 i en tilbakekoblingssløyfe for å styre kraften som utøves av den pneumatiske sylinderen 76 til å følge en forutbestemt ønsket kraftfunksjon som blir lastet inn i lagerenheten 92 via operatørtastaturet 96.

Det er fordelaktig at servoventilen 84 er innstilt til å gi null trykk ved null volt innmatet spenning og et trykk på 5 bar ved 10 volt innmatet spenning. Servoventilen 84 krever ingen annen kalibrering enn at det sikres at den gir null trykk ved null volt, siden den virkelige belastningen som måles av belastningscellen 72 blir konstant sammenlignet med den ønskede belastningen og dersom den er forskjellig, blir inngangsspenningen til servoventilen 84 justert til å drive den virkelige belastningen mot den ønskede belastningen.

Apparatet 10 tillater variabel hastighetsdrift av motoren 14. En vekselstrømsinverter 100 styrer motoren 14 og tillater at motorhastigheten kan varieres til å bevirke Chuck-hastigheter på fra omtrent 400 til omtrent 1000 rpm. En nærhetssensor 102 (fig. 3 og 10) montert via en brakett 104 inntil drivakselen 22 tilveiebringer et pr.-omdreiningsutgangssignal til styreanordningen 86 som styreanordningen 86 omdanner til omdreininger pr. minutt for akselen 22 og som fremvises på displayet 98.

Apparatet 10 innbefatter også en trykktransduser 106 som tilveiebringer et utgangssignal som en funksjon av trykket som påføres den pneumatiske chucken 34. Trykket som påføres chucken 34 er manuelt justerbart via en trykkregulator 108. Trykket blir imidlertid målt av transduseren 106 og matet til styreanordningen 86 for fremvisning på displaysenheten 98.

Apparatet 10 kan drives i en manuell modus eller i automatisk modus. For å starte en test, åpner operatøren en dør 110 (fig. 1) for å få tilgang til den pneumatiske chucken 34 og beltet 60. En sikkerhetsbryter (ikke vist) forhindrer drift av motoren 14 og den pneumatiske sylinderen 76 når døren er åpen. Ved åpning av døren 110 er således beltet 60 slakt, som indikert med posisjonen til skiven 62 vist med brutte linjer på fig. 9. Operatøren plasserer en papirkjerneprøve 50 på den pneumatiske chucken 34 (fig. 5 og 6) og lukker døren 110, og driver trykkregulatoren 108 slik at bladene til chucken griper inn med den indre overflaten til prøvekjernen (fig. 7). Trykket som påføres chucken 34 blir fremvist på displaysenheten 98 og tillater at operatøren kan justere trykkregulatoren 108 for å oppnå et forutbestemt ønsket trykk. Beltet 60 blir sløyfet over prøvekjernen 50 og rundt skiven 62 (fig. 2 og 9).

Operatøren bruker tastaturet 96 til å velge enten manuell eller automatisk driftsmodus. For automatisk modus entrer operatøren en ønsket forbelastningskraft som skal påføres kjernen 50, chucktrykket, chuckens omdreininger pr. minutt og belastningshastigheten eller oppsettet (f.eks. belastning som funksjon av tiden eller hastigheten på belastningsøkning med tiden). F.eks. kan en forbelastning på 15 kN bli entret, sammen med en belastningsstigehastighet på 0,3 kN pr. sekund, slik at ved start av en test vil belastningen starte på 15 kN og stige oppover med 0,3 kN pr. sekund. Styreanordningen 86 tilskynder også operatøren til å entre identifiseringsinformasjonen om testen, slik som et prøveidentifikasjonsnummer. Operatøren lukker så døren hvorpå den pneumatiske sylinderen 76 forbelaster beltet 60 i henhold til forbelastningen som er entret av operatøren.

I det neste trinnet trykker operatøren på en startknapp 112 (fig. 1 og 10) og styreanordningen 86 driver motoren 14 og den pneumatiske sylinderen 76 i samsvar med den valgte hastighet og belastning. Operatøren inspiserer prøvekjerne 50 visuelt for å se etter feil og når en feil blir detektert (hvilket vanligvis manifesteres både visuelt og hørbart), trykker han inn en stoppknapp 114. Ved mottak av et stoppsignal fra stoppknappen 114 stopper styreanordningen 86 motoren 14 og lukker servoventilen 84, og beregner tidsforløpet før feil (via en intern systemklokke), antallet omdreininger før feil og belastningen ved feil. Operatøren bevirkes til å entre bestemt informasjon om feilmodusen, slik som radial avstand fra den indre diameteren til kjernen 50 og til feilpunket, og en beskrivelse av feilmodusen. Alle disse beregnede og entrede dataene og innstillingsdataene (dvs. chucktrykk, forbelastningskraft, chuckomdreininger) og identifikasjonsinformasjon blir lagret i lageret 92 og fremvist på displaysenheten 98. Styreprogramvaren tillater også operatøren å overføre dataene til et felles filformat som kan anvendes med andre regneark eller word processor-programvare.

I manuell driftsmodus kan ikke-standard tester bli utført. F.eks. kan kjernen bli belastet med en forbelastning eller en belastningsstigning med kjernen hold stasjonært (dvs. ikke roterende), eller beltespenningen kan justeres manuelt via en trykkregulator (ikke vist).

Det er således beskrevet et dynamisk styrketesteapparat for en papirkjeme og en fremgangsmåte som tilveiebringer unike fordeler sammenlignet med tidligere kjente testeapparater og fremgangsmåter, innbefattende mulighetene til nøyaktig og styre og variere belastningen som påføres en testprøve under forløpet av en test, for mer nøyaktig å simulere belastningsfordelingen som påtrykkes en papirkjeme av det elastiske papiret som er viklet på denne via et fleksibelt belte som er i direkte kontakt med den ytre overflaten til prøvekjernen for å gripe inn med en prøvekjerne med en pneumatisk chuck som fordeler inngrepskreftene likt over omkretsen til kjernens indre overflate og som er justerbar for å variere chucktrykket og graden av chuckekspansjon, og for å registrere, lagre og fremvise alle pertinente data og informasjon om en gitt test. Andre fordeler ved oppfinnelsen vil også være åpenbare på bakgrunn av den forutgående beskrivelsen.

Mens oppfinnelsen er beskrevet med henvisning til en spesiell utførelse av denne, er den ikke begrenset til det bestemte apparatet og fremgangsmåten som er illustrert og beskrevet her. Andre utførelser som faller innenfor rammen av oppfinnelsen vil lett være åpenbare for vanlige fagkyndige på området. F.eks. kan en hvilken som helst egnet aktivator bli brukt til å tjene formålet til den pneumatiske sylinderen 76, slik som en servo eller en annen motor, med eller uten gir, så lenge som aktivatoren er i stand til å styres slik at den på nøyaktig måte påtrykker en ønsket kraft på beltet. Likeledes kan en hvilken som helst egnet drivanordning anvendes til å tjene formålet til den pneumatiske chucken 34, så lenge den er i stand til å gripe jevnt og likt med kjernen slik at det ikke oppstår skjevheter i testresulatene, og er i stand til å justeres for å kunne anvendes på kjerner med forskjellige indre diametre. I tillegg, selv om beskrivelsen har referert til testingen av dynamisk styrke til en papirkjerneprøve, kan apparatet og fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen også anvendes til å teste kjernesammenfeste og rørkvalitet. Andre modifikasjoner er også mulig.

Claims (12)

1. Apparat for å teste den dynamiske styrken til en papirkjerneprøve, karakterisert ved at det omfatter: en motor; et drivelement som drives roterbart av motoren om en rotasjonsakse, og hvor drivelementet er tilpasset til å inngripe koaksialt med en indre overflate av papirkjemeprøven slik at rotasjonen til drivelementet forårsaker rotasjon av papirkjemeprøven om en langsgående akse av denne; en beltemontasje med variabel spenning innbefattende et endeløst fleksibelt belte som er tilpasset til å vikles delvis rundt en ytre overflate av papirkjemeprøven og en aktivator som er tilpasset til å påtrykke spenning på beltet for å påføre en belastning på papirkjemeprøven; og en styreanordning tilpasset til å styre aktivatoren for å styre spenningen til beltet.

2. Apparat i henhold til krav 1, karakterisert ved at aktivatoren omfatter en pneumatisk sylinder og en servoventil som er tilkoblet den pneumatiske sylinderen og tilpasset til å mate gass under trykk til denne, og en roterbar blokk eller skive tilkoblet et stempel til den pneumatiske sylinderen slik at bevegelsen til stempelet innenfor sylinderen forflytter en akse til skiven mot eller bort fra rotasjonsaksen til drivelementet, og hvor beltet er sløyfet om skiven og styreanordningen styrer den pneumatiske sylinderen via en tilbakekoblingssløyfe for å drive kraften som påføres beltet mot et ønsket kraftnivå.

3. Apparat i henhold til krav 2, karakterisert ved at styreanordningen omfatter en mikroprosessor som er programmerbar slik at den kan drive den pneumatiske sylinderen i samsvar med en forutbestemt belastningsplan.

4. Apparat i henhold til krav 1, karakterisert ved at drivelementet er en pneumatisk chuck som har blader som kan ekspanderes utover for å gripe innmed den indre overflaten til en papirkjenreprøve.

5. Apparat i henhold til krav 4, karakterisert ved at bladene til den pneumatiske chucken kan ekspanderes over et område av utoverbevegelse slik at de kan gripe inn med papirkjemeprøver med forskjellige indre diametre.

6. Apparat i henhold til krav 5, karakterisert ved at det videre omfatter en trykkregulator som er tilkoblet den pneumatiske chucken for å variere gasstrykket som mates til denne for derved å variere kraften som påtrykkes på papirkjemeprøven av den pneumatiske chucken.

7. Apparat i henhold til krav 1, karakterisert ved at drivelementet omfatter en chuck som har blader som kan ekspanderes utover og som er tilpasset til sammen å danne kontakt med mer enn 50% av omkretsen til kjernens indre overflate.

8. Fremgangsmåte for å teste den dynamiske styrken til en papirkjenreprøve, karakterisert ved opplagring av papirkjemeprøven på et roterbart drivelement som griper inn med en indre overflate av papirkjemeprøven slik at rotasjon av drivelementet forårsaker rotasjon av papirkjemeprøven om en langsgående akse av denne; påtrykning av en belastning på papirkjemeprøven via et endeløst fleksibelt belte som er delvis sløyfet rundt en ytre overflate av papirkjemeprøven og satt under spenning; og roterbart å drive drivelementet og papirkjemeprøven samtidig som belastningen blir påtrykt denne.

9. Fremgangsmåte i henhold til krav 8, karakterisert ved at den ytterligere omfatter trinnet å variere spenningen i beltet som en funksjon av tid under rotasjon av papirkjemeprøven.

10. Fremgangsmåte i henhold til krav 9, karakterisert ved at trinnet med å påtrykke en belastning på papirkjemeprøven omfatter å spenne beltet ved å aktivere en pneumatisk sylinder for å forflytte en roterbar skive rundt hvilken beltet er sløyfet bort fra rotasjonsaksen til drivelementet, og hvor skiven er roterbart opplagret av et opplagringselement som er tilkoblet den pneumatiske sylinderen, og hvor trinnet med å variere spenningen i beltet omfatter å variere gasstrykk som påføres på den pneumatiske sylinderen for å variere kraften som påtrykkes opplagringselementet.

11. Fremgangsmåte i henhold til krav 10, karakterisert ved at trinnet med å variere beltespenningen videre omfatter å måle den virkelige kraften som påtrykkes opplagringselementet av den pneumatiske sylinderen via en belastningscelle som tilveiebringer et utgangssignal som indikerer den virkelige kraften, og så styre kraften ved hjelp av en mikroprosessorbasert styreanordning som mottar utgangssignalet fra belastningscellen og driver den pneumatiske sylinderen i en tilbakekoblingssløyfe for å drive den virkelige kraften mot den ønskede kraften.

12. Fremgangsmåte i henhold til krav 8, karakterisert ved at den videre omfatter trinnet å variere rotasjonshastigheten til drivelementet og papirkjernen under en test.