PL171410B1 - Sposób nawijania ciaglej wstegi papierowej na rdzen i nawijarka do nawijania ciaglej wstegi papierowej na rdzen PL PL PL PL PL PL - Google Patents

Abstract

1 S p o só b n a w ija n ia c ia g le j w s te g i p a p ie ro w e j na rd zen , w k tó rym p o d p ie ra sie w ste g e p a p ie ro w a n a n a p e d z a n y m b e b n ie o p o ro w y m i u m ie - sz c z a |a w c h w y c ie p o m ie d z y b e b n e m o p o r o w y m i rd zen iem do n a w ija n ia w ste g i p o c z y m n a w ija sie w s te g e p a p ie ro w i n a rd zen d o p o staci c z e s c io - w o n a w in ie te j ro lk i n a w i ja n ej i n a ste p n ie g o to w e g o z w o ju z n a m ien n y ty m , z e u m ie sz c z a s ie p u sty rd zen (1 8 , 18a) w m e c h a n iz m ie re g u lu ja c y m sile c h w y tu (N ) nad g ó rn a c z e s c ia p o w ie r z c h n i b e b n a o p o ro w e g o ( 1 5 ,15a) a n astep n ie m ie rz y sie z a p o m o c a p ie r w sz e g o c z u jn ik a n acisk u (4 1 , 4 1 a , 4 1 a , 4 1 a " ) c ie z a r rd z e n ia ( 1 8 , 1 8 a ) i sile tar c ia m ech an izm u re g u lu ja c e g o sile c h w y tu (N ) w p o lo z e n iu rd z e n ia (18, 18a) z d a la o d b e b n a p o d p o ro - w e g o (1 5 , 15a) i w y t w a r za s ie p ie r w s z y s y g n al p o c z y m p rz e m ie sz c z a sie p u sty rd zen ( 1 8 ,18a) d o sty k u z w s te g a p a p ie ro w a (W ) p o d p arta n a b e b n ie o p o ro w y m (1 5 , 15a) i d o c is k a s ie g o d o w ste g i (W ) i do b eb n a p o d p o ro - w e g o (1 5 . 15a) i n a w ija s ie w s te g e p a p ie ro w a (W ) na rdzen (1 8 , 18a) do p o sta c i n a w ija n e j ro lk i (1 9 . 1 9 a ), p rz y c z y m je d n o c z e sn ie m ie rz y sie za p o m o c a d lu g ie g o c z u jn ik a n a c isk u (3 2 , 3 2 a ) sile p o z io m a , w la c z n ie z p o z io m y m i sk la d o w y m i s ily p ro m ie n io w e j z jaka rd zen ( 1 8 ,18a ) lub lu lk a n a w ija n a (1 9 , 19a ) o d d z ial y w u ja c na b e b e n o p o ro w y ( 1 5, 15a) i w y t w a r z a sie d r u gi sy g n a l o ra z m ie rz y sie z a p o m o c a c z u jn ik a p o lo z e n ia k a to w e g o (43, 4 3 a ) p o lo z e n ie rd z e n ia (1 8 , 18a) w z g le d e m b e b n a o p o ro w e g o (15, 15a) w y t w a r z a n e trzeci s y g n a l a n a ste p n ie p rz e tw a rza sie s y g n a ly p ie r - w s z y d ru g i i trzeci w p ro c e s o ra c h s y g n a ló w (3 3 , 3 4 , 50) i p o ró w n u je sie je z z a d a n y m p ro g ra m e m (3 7 ) p o c z y m g e n e ru je sie sy g n a ly ste ru ja c e m e c h a n iz m r e g u lu ja c y s ile c h w y tu (N ) p o m ie d z y b ebn em o p o ro w y m (1 5 , I5 a ) i r o lk a n a w ija n a (1 9 , 19a) z g o d n ie z z a d a n y m p ro g ram em (37) FIG 1 PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób nawijania ciągłej wstęgi papierowej na rdzeń i nawijarka do nawijania ciągłej wstęgi papierowej na rdzeń.

Nawijarka do nawijania wstęgi papierowej jest ujawniona w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3 743 199. W jej skład wchodzi mechanizm do zakładania nowego rdzenia na poziomy bęben nawijający osadzony na osi w maszynie papierniczej, a następnie opuszczania nowego rdzenia w dół, od położenia początkowego ponad bębnem nawijającym do położenia nawojowego, w którym rdzeń jest osadzony na szynach. Nawijana na nią wstęga papieru jest dociskana do bębna oporowego. Nawijanie wstęgi papieru trwa do chwili uformowania odpowiedniego zwoju, po czym do nawijarki jest zakładany nowy rdzeń i cały proces powtarza się od początku

Z punktu widzenia odpowiedniego przemysłowego nawijania papieru istotne znaczenie ma równomierna struktura zwoju. Warunkiem jej uzyskania jest konieczność mierzenia regulacji wielkości siły chwytu pomiędzy bębnem oporowym umieszczonym na osi a zwojem nawijanego papieru. Umożliwia to uzyskanie zwoju o bardzo równomiernej strukturze.

Znane nawijarki nie są wyposażone w zespoły do bezpośredniego pomiaru siły chwytu pomiędzy bębnem oporowym a zwojem nawijanego papieru. Niektóre nawijarki są zaopatrzone w czujniki nacisku zainstalowane na pomocniczych ramionach. Ramiona pomocnicze tego typu zazwyczaj obracają się o pewien łuk, a dostępne aktualnie na rynku i stosowane w tych ramionach czujniki nacisku mierzą siłę tylko w jednej płaszczyźnie. W związku z poruszaniem się ramion po łuku, stale zmienia się położenie zainstalowanych w nich czujników nacisku, w wyniku czego dal tych samych poziomów siły chwytu mierzą one różne siły w zależności od średnicy nawiniętego zwoju papieru W związku z tym, warunkiem obliczenia wielkości siły chwytu jest znajomość średnicy zwoju i geometrii maszyny w funkcji wskazań czujnika nacisku Podczas innych prób pomiaru i regulacji wielkości siły chwytu za pomocą czujników nacisku natknięto się na problemy z instalacją tych czujników W wielu przypadkach czujniki nacisków ulegają uszkodzeniu w stopniu uniemożliwiającym ich działanie.

Korzystne byłoby regulowanie wielkości chwytu pomiędzy bębnem oporowym a zwojem papieru podczas całego cyklu nawijania, co wymaga ciągłego i dokładnego pomiaru siły chwytu pomiędzy bębnem nawijającym a nawijanym zwojem oraz regulacji siły chwytu w funkcji mierzonych parametrów. Ponadto, na system pomiarowy mogą mieć wpływ dodatkowe siły, w związku z czym należy je skompensować. Istniejące aktualnie nawijarki nie mają niezawodnych i skutecznych zespołów do pomiaru i regulacji sił chwytu w nawijarce.

Innym pojawiającym się w tej sytuacji problemem jest wpływ ciężaru rdzenia, na który jest nawijany zwój. Wielkość ciężaru rdzenia jest niezbędna do ustalenia punktu odniesienia do pomiaru wielkości siły chwytu w chwili rozpoczęcia nawijania i przemieszczania rdzenia w dół od położenia wyjściowego ponad bębnem oporowym do położenia nawojowego, w którym rdzeń znajduje się naprzeciwko, w płaszczyźnie poziomej, bębna oporowego. Badania wykazały, że z punktu widzenia odpowiedniego nawijania zwoju bardzo duże znaczenie ma dokładna regulacja wstępnego naprężenia wyjściowej wstęgi papieru oraz siły chwytu pomiędzy rdzeniem a bębnem oporowym.

W znanych sposobach nawijania wstęgi papierowej nie stosuje się żadnych urządzeń kompensujących działanie ciężaru rdzenia na bęben nawijający z chwilą nawinięcia na nowy rdzeń wstęgi papieru W rezultacie początkowa wielkość siły chwytu wynosi 2.68 kg/cm lub więcej. Siła chwytu o takiej wielkości może niekorzystnie wpływać na strukturę zwoju. Korzystnie, siła chwytu powinna wynosić około 2,68 kg/cm, ale haki lub inne elementy mocujące rdzeń w ramionach mogą zwiększać jego obciążenie o dodatkowe 181,17 kg/cm. W najnowszych konstrukcjach stosuje się elementy odciążające, kompensujące wpływ ciężaru rdzenia, ale bez żadnych, umieszczonych w ramionach głównych, zespołów mierzących obciążenie i mechanizmów do regulacji tego obciążenia w zależności od położenia rdzenia w chwili rozpoczynania nawijania zwoju. Ze względu na tarcie ślizgowe pojawiające się w zespole hakowym do osadzania i mocowania rdzenia podczas wzrostu średnicy zwoju papieru, nie ma możliwości utrzymania wielkości siły chwytu z rozsądną dokładnością. Poza tym, w przypadku niezgodności parametru konfiguracji z wagą konkretnego rdzenia rzeczywista wielkość siły chwytu będzie niewłaściwa.

Opis patentowy Stanów Zjednoczonych nr 4 742 968 (Young i inni), dotyczy nawijarki z regulacją siły chwytu poprzez regulację siły pary obrotowych ramion, które przytrzymują rdzeń przy bębnie nawijającym. Czujniki nacisku mierzą siłę chwytu pomiędzy rolką nawijaną i rdzeniem.

W skrócie japońskiego opisu patentowego JP-A-59-7650 przedstawiono nawijarkę z dwoma bębnami, w której wykorzystano poziomą składową siły F, wywieraną na bęben oporowy przez ciężar rolki nawijanej do regulacji pionowej siły wywieranej na rolkę nawijaną poprzez obciążoną od góry rolkę przesuwnika wagi.

W nawijarce ujawnionej w skrócie japońskiego opisu zgłoszeniowego JP-A-62-196253 bęben nawijający wstęgę ma parę pierwszych ramion i parę drugich ramion, które są obciążone siłownikami w celu regulacji siły chwytu pomiędzy rolką nawijaną i bębnem zgodnie z sygnałem wynikającym z kąta drugich ramion, a zatem ze średnicy rolki nawijanej.

W opisie patentowym GB 21474A1 przedstawiono nawijarkę i sposób nawijania, w którym siła chwytu jest funkcją nacisku styku rolki nawijanej wstęgi i bębna oporowego, a także ciężaru rolki nawijanej wstęgi. Czujniki siły, znajdujące się na końcach ramion podpierających rolkę nawijaną wytwarzają sygnały wskazujące ciężar rolki nawijanej, który jest skorelowany z położeniem kątowym ramion X, w celu zapewnienia regulacji nacisku pomiędzy rolką nawijaną i napędzanym bębnem oporowym.

W żadnym z tych rozwiązań nie uwzględnionojednocześme ciężaru rdzenia i zmieniającej się grubości rolki nawijanej do regulacji siły chwytu wstęgi papierowej.

Według wynalazku sposób nawijania ciągłej wstęgi papierowej na rdzeń, w którym podpiera się wstęgę na napędzanym bębnie oporowym i umieszcza ją w chwycie pomiędzy bębnem oporowym i rdzeniem do nawijania wstęgi, po czym nawija się wstęgę papierową na rdzeń do postaci częściowo nawiniętej rolki nawijanej i następnie gotowego zwoju, charakteryzuje się tym, że umieszcza się pusty rdzeń w mechanizmie regulującym siłę chwytu nad górną częścią powierzchni bębna oporowego, a następnie mierzy się, za pomocą pierwszego czujnika nacisku, ciężar rdzenia i siłę tarcia mechanizmu regulującego siłę chwytu i wytwarza się pierwszy sygnał, po czym przemieszcza się pusty rdzeń w styku z wstęgą papierową podpartą na bębnie oporowym i dociska się go do wstęgi i do bębna podporowego, przy czym jednocześnie mierzy się, za pomocą drugiego czujnika nacisku, siłę poziomą, włącznie z poziomymi składowymi siły promieniowej, z jaką rdzeń lub rolka nawijana oddziaływuje na bęben oporowy i wytwarza się diugi sygnał, oraz mierzy się, za pomocą czujnika położenia kątowego, położenie kątowe rdzenia względem bębna oporowego wytwarzając trzeci sygnał, a następnie przetwarza się sygnały pierwszy, drugi i trzeci w procesorach sygnałów i porównuje się je z zadanym programem, po

171 410 czym generuje się sygnały sterujące mechanizm regulujący siłę chwytu pomiędzy bębnem oporowym i rolką nawijaną zgodnie z zadanym programem

Korzystnie mierzy się napięcie wstęgi papierowej docierającej do bębna podporowego za pomocą trzeciego czujnika nacisku usytuowanego przed bębnem podporowym i wytwarza się czwarty sygnał będący funkcją napięcia wstęgi, który koreluje się z drugim sygnałem w drugim procesorze wytwaizając sygnał odpowiadający wynikowej sile reakcji na bębnie podporowym, stanowiącej siłę poziomą wywieraną przez nawijaną rolkę, pomniejszoną o siłę napięcia docierającej wstęgi

Korzystnie przemieszcza się rdzeń po łukowym torze wokół obwodu bębna oporowego i jednocześnie utrzymuje się styk pomiędzy rolką nawijaną ze wstęgą papierową i bębnem oporowym, a także, za pomocą drugiego czujnika nacisku, ciągle mierzy się i reguluje się siłę chwytu pomiędzy lolką nawijaną i bębnem oporowym.

Według wynalazku nawijarka do nawijania ciągłej wstęgi papierowej na rdzeń, zawierająca parę ramion głównych, na których jest osadzony rdzeń oraz zawierająca napędzany bęben oporowy do podpierania wstęgi papierowej pomiędzy nim i rolką nawijaną w położeniu nawijania wstęgi papierowej na rdzeń, charakteryzuje się tym, ze para głównych ramion jest zamontowana obrotowo na wspólnej osi z bębnem oporowym i wystaje promieniowo od bębna oporowego na jego długości, a z ramionami głównymi jest połączony, usytuowany promieniowo wokół górnej części powierzchni bębna oporowego, mechanizm regulujący siłę chwytu, na którym jest zamocowany rdzeń z regulowanym dociskiem względem bębna oporowego, a ponadto z ramionami głównymi i z mechanizmem regulującym siłę chwytu jest połączony co najmniej jeden pierwszy czujnik nacisku do odczytywania ciężaru rdzenia i siły tarcia mechanizmu regulującego siłę chwytu w położeniu pustego rdzenia jak i w położeniu rolki nawijanej, zaś z bębnem oporowym jest połączony drugi czujnik nacisku do pomiaru siły poziomej i składowych poziomych promieniowych sił wywieranych na bęben oporowy przez rdzeń i rolkę nawijaną, a także z bębnem oporowym i z mechanizmem regulującym siłę chwytu jest połączony czujnik położenia kątowego do określania położenia rdzenia względem bębna oporowego, przy czym pierwszy czujnik nacisku, drugi czujnik nacisku i czujnik położenia kątowego sąpołączone odpowiednio poprzez procesory sygnałów pierwszy, drugi i trzeci z procesorem głównym mającym wbudowany zadany program, przy czym wyjście procesora głównego jest połączone z mechanizmem regulującym siłę chwytu.

Korzystnie przed bębnem oporowym jest umieszczony zespół pomiarowy napięcia wstęgi papierowej docierającej do bębna oporowego, zawierający trzeci czujnik nacisku, który jest połączony z drugim procesorem sygnału.

Korzystnie mechanizm regulujący siłę chwytu zawiera haki i podpierający uchwyt, pomiędzy którymi jest zamocowany rdzeń, przy czym są one zamontowane ruchomo względem ramion głównych.

Niniejszy wynalazek umożliwia operatorowi bardzo dokładną regulację siły chwytu pomiędzy bębnem oporowym a rdzeniem. Dzięki temu uzyskuje się zwój papieru o odpowiedniej, bardzo równomiernej strukturze, co polepsza jego parametry użytkowe i eliminuje nierównomierności lub uszkodzenia nawiniętej wstęgi papieru Mechanizm regulujący można montować na ramionach używanych do zakładania rdzenia na bęben, w mechanizmie nośnym ramion głównych, lub w systemie dźwigni, w zależności od przyjętej konfiguracji. Sygnały wytwarzane przez czujniki nacisku są przekazywane do procesora centralnego, który ustala wartość wyjściową oraz szacunkową ciężaru pustego rdzenia. Inne czujniki ustalają wyjściowe położenie kątowe ramienia głównego i sygnalizują je procesorowi centralnemu.

Wynalazek zapewnia usprawniony mechanizm, w którym do pomiaru ciężaru zastosowano czujniki nacisku, bardzo dobrze dostosowane do niezawodnego działania, zwłaszcza w bardzo szybkich maszynach papierniczych. Czujniki nacisku zapewniają ciągły i dokładny sygnał wyjściowy i umożliwiają wytwarzanie zwojów papieru o równomiernej gęstości.

Ze względu na zmiany z upływem czasu tarcia w haku mocującym rdzeń lub innym urządzeniu w ramionach oraz zc względu na histerezę podczas przemieszczania się mechanizmu mocującego rdzeń na zewnątrz i jego powracania do wewnątrz, znajomość siły tarcia ma istotny wpływ na sterowanie jej wartością i oddziaływaniem na zacisk nawijanego zwoju papieru.

171 410

Dokonywanie papieru początkowej siły chwytu pomiędzy bębnem oporowym a rdzeniem zwoju, dostarczające główny sygnał wyjściowy o wielkości chwytu umożliwia sterowanie początkiem nawijania, będącym jednym z najważniejszych czynników mających wpływ na strukturę zwoju Zapewnia się także ciągły pomiar siły chwytu podczas nawijania oraz regulacu tych sił według z góry określonej zaprogramowanej funkcji zmierzonej siły chwytu.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia rzut boczny nawijarki z mechanizmem nawojowym zwoju, z ukazaniem nawijarki, fig. 2 - schemat zespołu do przetwarzania sygnałów, służący do pomiaru i regulacji siły chwytu, fig. 3 - boczny rzut pionowy części mechanizmu nawojowego nieco podobnego do pokazanego na fig. 1, ale z innym przykładem wykonania mechanizmu mocowania rdzenia w ramionach głównych nawijarki.

Na fig. 1 przedstawiono pierwszy przykład wykonania nawij arki do nawijania wstęgi, która zawiera pusty, nowy rdzeń 18 do nawijania wstęgi, który osadzony jest bezpośrednio na siłowniku 14, a razem z elementem nośnym 40 rdzenia 18 jest umieszczony na głównych ramionach 17 nawijarki.

Jak widać na fig 1 nowy rdzeń 18 osadzony w ramionach głównych 17 nawijarki, jest zamocowany od góry za pomocą haków 26. Cała nawijarka jest osadzona na stojakach 10 i 11, jak widać na fig. 1.

W przykładzie wykonania pokazanym na fig. 1, rdzeń 18 jest zaciśnięty pomiędzy górnym hakiem 26 a dolnym uchwytem 40, który jest dociskany do dolnej części rdzenia 18 za pomocą pierwszego siłownika 14, na którym znajduje się pierwszy czujnik nacisku 41 do pomiaru ciężaru rdzenia 18 łącznie z ciężarem lub siłą wywieraną przez haki 26 oraz z siłą tarcia występującą pomiędzy hakami 26 a ramionami głównymi 17. W przykładzie wykonania tego typu, rdzeń 18 i odpowiednie ciężary i siły działają bezpośrednio napierwszy czujnik nacisku 41 zainstalowany na końcach tłoczysk pierwszych siłowników 14. Mierzona siła jest równoległa, albo współosiowa, z tłoczyskiem pierwszego siłownika 14.

Nowy rdzeń 18 jest umieszczany w odpowiednim położeniu roboczym poprzez przemieszczenie haków 26, zamocowanych ślizgowo w ramionach głównych 17 i poruszanych za pomocą pneumatycznego lub hydraulicznego pierwszego siłownika 14. Po nawinięciu wstęgi na nowy rdzeń 18, utworzona w ten sposób rolka nawijana 19 jest stopniowo opuszczana ze swojego położenia wyjściowego nad bębnem oporowym 15 na bęben oporowy 15, i w rezultacie obracana za pomocą ramion głównych 17 do drugiego położenia, w którym rdzeń 18 jest oparty na poziomych szynach 13, a jednocześnte rolka nawijana 19 jest dociśnięta do bębna oporowego 15.

Gotowy zwój papieru 12 jest osadzony obrotowo na równoległych poziomych szynach bocznych 13.

Ramiona główne 17 są połączone z zębatką 20 zazębiającą się z wycinkiem koła zębatego 21, za pomocą których mogą być przemieszczane obrotowo do położenia nawijania rolki nawijanej 19.

Ciągła wstęga materiału W jest doprowadzana, w przybliżeniu poziomo, poprzez wałek napinający 38, z rolki - na przykład papiernicy, i jest przesuwana po górnej części bębna oporowego 15, po czym jest wprowadzana w chwyt N pomiędzy rolką nawijaną 19 wstęgi papierowej W i bębnem oporowym 15.

Bęben oporowy 15 jest napędzany za pomocą odpowiednich zespołów, na przykład silnika, nie pokazanego, i jest osadzony obrotowo na poziomej osi 16, zamocowanej w łożyskach. Pomiędzy podstawą montażową łożysk bębna oporowego 15, na przykład obudową 8 łożyska, a stojakiem 10 znajduje się drugi czujnik nacisku 32 usytuowany w taki sposób, że pozioma siła reakcji, wynikająca z siły działającej w chwycie N, jest mierzona wyłącznie jako siła ścinająca pomiędzy obudową 8 łożysk bębna oporowego 15, a stojakiem 10. Inaczej mówiąc, drugi czujnik nacisku 32 nie mierzy żadnej składowej pionowej siły, niezależnie od tego czy siła ta wynika z ciężaru bębna oporowego 15 i jego obudowy łożysk 8, tarcia haków 26, ślizgających się w ramionach głównych 17. czy tez z ciężaru rdzenia 18, łącznic z ciężarem nawiniętego na niego papieru, kiedy rdzeń 18 znajduje się w dowolnej pozycji ponad poziomą płaszczyzną przecho· dzącą przez oś obrotu 16 bębna oporowego 15. Pozioma siła reakcji, mierzona za pomocą

171 410 drugiego czujnika nacisku 32, wynika z niewielkich ruchów lub odkształceń obudowy łożysk 8 w płaszczyźnie poziomej względem stojaka 10.

Rdzeń 18 jest podparty w ramionach głównych 17, pomiędzy hakami 26 z jednej strony, a inną konstrukcją nośną z drugiei strony, w zależności od przyiętego rozwiązania.

Jak widać na fig. 1, po ustaleniu parametru odniesienia, odpowiadającego dociskowi rdzenia 18 do pierwszego czujnika nacisku 41, rdzeń 18 jest opuszczany do dołu do położenia nawijania, przedstawionego za pomocą częściowo nawiniętej rolki nawijanej 19 opierającej się na poziomych szynach 13 i dociskanej do bębna oporowego 15. Siła chwytu jest mierzona jako siła reakcji działająca na drugi czujnik nacisku 32. Ponieważ siła chwytu pomiędzy rolką nawijaną 19 a bębnem oporowym 15 działa w kierunku poziomym i w zasadzie leży w płaszczyźnie poziomej, przechodzącej przez oś obrotu 16 bębna oporowego 15, więc drugi czujnik nacisku 32 wyczuwa ją jako siłę poprzeczną prostopadłą do przechodzącej przez nie teoretycznej płaszczyzny pionowej. Ta poprzeczna siła stanowi sumę siły poziomej w punkcie chwytu o poziomej składowej siły naprężenia wstęgi papieru W. Wskazania drugiego czujnika nacisku 32, łącznie z pozostałymi wskazaniami, są przetwarzane na ciśnienia pneumatyczne lub hydrauliczne w drugim siłowniku 24, powodujące nacisk rolki dociskowej 7, osadzonej na ramionach obrotowych 23, oddziaływującej na rolkę nawijaną 19, regulując w odpowiedni sposób siłę chwytu N. Pręty łączące 25, znajdujące się po obu stronach nawijarki, podtrzymują ramiona obrotowe 23 w kierunku poprzecznym maszyny.

Naprężenie nadbiegającej wstęgi W jest mierzone za pomocą rolki 38 połączonej z trzecim czujnikiem nacisku 39.

Rozumie się samo przez się, ze dla uproszczenia pokazano na rysunku tylko jedną stronę nawijarki. Podobne czujniki nacisku znajdują się po obu stronach nawijarki lub w wielu innych miejscach. Minimalnie, czujniki nacisku, znajdują się po obu stronach wstęgi W z obu stron nawijarki.

Drugi czujnik nacisku 32 korzystnie jest umieszczony pod oprawą 8 łożysk bębna oporowego 15 na obu jego końcach i po obu stronach maszyny. Pierwszy czujnik nacisku 41 korzystnie jest umieszczony na każdym końcu ramienia głównego 17, w położeniu umożliwiającym pomiar siły na obu końcach rdzenia 18. Mechanizm odciążania i obciążania rdzenia 18 (tj. pierwszy czujnik nacisku 41) do pomiaru ciężaru rdzenia i określania parametru odniesienia, znajduje się bezpośrednio na końcu tłoczyska pierwszego siłownika 14, co pokazano schematycznie na fig. 1.

W przykładach wykonania pokazanych na fig. 1 i 3, podobne części nawijarki oznaczono liczbami identyfikacyjnymi z odpowiednimi znacznikami alfabetycznymi. Rozumie się również samo przez się, ze nawijarka jest symetryczna, a oba końce rdzenia 18 są osadzone i poruszane za pomocą podobnych mechanizmów usytuowanych po obu stronach całej nawijarki.

W przykładzie wykonania pokazanym na fig. 3, rdzeń 18a jest osadzony w ramionach głównych 17a za pomocą haków 26a poruszanych za pomocą dodatkowego siłownika 27a Rdzeń 18ajest osadzony w hakach 26a i podparty od dołu za pomocą pierwszego siłownika 14a, co szczegółowo opisano dalej.

W przykładzie wykonania pokazanym na fig. 3, rdzeń 18a jest opuszczony na obracający się bęben oporowy 15a za pomocą ramienia pomocniczego 28, napędzanego pierwszym siłownikiem 14a. Ramię pomocnicze 28 ma oś obrotu 29 i jest połączone z tłoczyskiem pierwszego siłownika 14a obrotowo w osi 31. Po opuszczeniu na bęben oporowy 15a, rdzeń 18ajest oparty na rolce nośnej 30 znajdującej się na zewnętrznym końcu ramienia pomocniczego 28.

W tym przykładzie wykonania nawijarka zawiera co najmniej jeden pierwszy czujnik nacisku 41a, 41a’, 41a”, który może być umieszczony w dowolnym punkcie wybranym z: na osi obrotu 29 ramienia pomocniczego 28, na rolce nośnej 30 lub na osi 31 łączącej ramię pomocnicze 28 z tłoczyskiem pierwszego siłownika 14a

Bez względu na usytuowanie w jednym z tych położeń, pierwszy czujnik nacisku 41 a, 41a’, 41 a” mierzy sile pionową, z jaką działa na nie rdzeń 18a. Po osadzeniu rdzenia 18a w ramionach głównych 17a i przymocowaniu go od dołu za pomocą ramienia pomocniczego 28a.

zaś od góry za pomocą haków 26a napędzanych dodatkowym siłownikiem 27a, tłoczysko pierwszego siłownika 14a wydłuża się pod wpływem wzrostu ciężaru rdzenia 18a Ruch ten generuje sygnał pierwszego czujnika nacisku 41 a, 41 a’, 41 a” wykazujący obciążenie o takim samym charakterze jak obciążenie opisane w odniesieniu do pierwszego czuinika nacisku 41 z fig. 1.

Jak widać na fig. 3 pierwszy siłownik Ma. ramiona pomocnicze 28 oraz osie 29 i 30 stanowią układ mechanizmu odciążającego chwyt ramienia głównego 17a. W obu przykładach wykonania po zaciśnięciu rdzenia 18. 18a ramionach głównych 17. 17a za pomocą haków 26. 26a, układ odciążający ramion głównych 17, 17ajest wprawiany w ruch w wyniku wydłużania pierwszego siłownika 14 (fig. 1) lub skracania pierwszego siłownika 14a (fig. 3).

Podczas tego ruchu pierwszy czujnik 41. 41a, 41a’, 41a” mierzy parameti stanowiący punkt odniesienia, odpowiadający ciężarowi pustego rdzenia 18, 18a powiększonego o siłę tarcia towarzyszącą ruchowi haków 26, 26a ramienia głównego 17, 17a w kierunku nieobciążonym lub w kierunku narastania warstwy papieru na zwoju. Wciąganie tłoczyska pierwszego siłownika 14 (fig. 1) lub wydłużanie tłoczyska pierwszego siłownika 14a (fig. 3) trwa do chwili oparcia rdzenia 18. 18a na uchwycie 40 lub na ramionach pomocniczych 28 Jak pokazano na fig 2. sygnał z pierwszego czujnika nacisku 41,4 la, 41 a', 41 a” odpowiadający ciężarowi rdzenia 18, 18a oddziałowującego na koniec tłoczyska pierwszego siłownika 14 (fig. 1) lub na rolkę nośną 30 na ramieniu pomocniczym 28, lub na osiach 29, 31 (fig. 3), jest podawany do pierwszego procesora sygnałów 33, który przekazuje go do centralnego procesora 35. Sygnał odpowiadający naciskowi i sygnał odpowiadający naprężeniu wstęgi W, pochodzące z czujników obciążenia 32 i 39 (fig. 1), są podawane do drugiego procesora sygnałów 34, a stamtąd do procesora centralnego 35. Położenie kątowe ramion głównych 17,17ajest odczytywane za pomocą sygnału generowanego przez czujnik położenia kątowego 43,43a i transmitowane do trzeciego procesora sygnałów 50, a stamtąd do centralnego procesora 35. Procesor centralny 35 jest odpowiednio zaprogramowany lub ma wbudowany program 37, uzależniający odpowiednią siłę nacisku pomiędzy bębnem oporowym 15, 15a, a rolką nawijaną 19, 19ajako funkcję jej kątowego położenia względem bębna oporowego 15, 15a. Procesor centralny 35 steruje regulatorem ciśnienia pneumatycznego/hydraulicznego 36, który z kolei steruje pierwszymi siłownikami pneumatycznymi lub hydraulicznymi 14, 14a, regulującymi nacisk rdzenia 18, 18a utrzymywanego w ramionach głównych 17, 17a w dowolnym punkcie łuk obwodu bębna oporowego 15, 15a, po oparciu rdzenia 18, 18a na poziomych szynach 13.

Podczas pracy nawijarki operator zakłada rdzeń 18, 18a na ramiona główne 17, 17a, gdzie przetrzymuje go uchwyt 40 i haki 26 (fig. 1) lub zewnętrzny koniec 3 ramienia pomocniczego 28 i haki 26a (fig. 3). Haki 26, 26a są sprzężone z rdzeniem 18, 18a za pomocą zmieniających długość dodatkowych siłowników 27a. Zewnętrzny koniec 3 ramienia pomocniczego 28 sprzęga się z rdzeniem 18a pod działaniem skracających się pierwszych siłowników 14, jak widać na fig. 3, albo pod działaniem wydłużających się pierwszych siłowników 14, jak pokazano na fig. 1. W tym czasie pierwsze czujniki nacisku 41, 41a, 41a'. 41a” mierzą wartość parametru stanowiącego punkt odniesienia, odpowiadającego ciężarowi pustego rdzenia 18, 18a powiększonego o tarcie towarzyszące ruchowi haków 26, 26a ramienia głównego 17, 17a w kierunku tak zwanego odciążenia lub nawarstwiania się papieru, to jest promieniowo w kierunku na zewnątrz od bębna oporowego 15. Wspomniany parametr odniesienia jest podawany do pierwszego procesora sygnałów 33, pokazanego na fig. 2, a stamtąd do procesora centralnego 35. Pierwsze siłowniki 14, 14a działają do chwili oparcia się rdzenia 18, 18a na uchwycie 40 lub na zewnętrznym końcu 3 ramienia pomocniczego 28. Następnie ramiona główne 17. 17a są obracane w kierunku przeciwnym, do ruchu wskazówek zegara za pomocą zębatki 20, napędzającej wycinek koła zębatego 21, w wyniku czego pusty rdzeń 18, 18a jest opuszczany do położenia nawijania, pokazanego jako częściowo nawinięty zwój na rolce nawijanej 19. We wszystkich punktach wspomnianej powyżej drogi po łuku, pierwsze czujniki nacisku 41,41a, 41a', 41a” generują sygnały wskazujące obciążenie odpowiadające sile jaką jest dociskany częściowo nawinięty zwój na rolce nawijanej 19 do bębnów oporowych 15. 15a. Obciążenie to jest regulowane za pomocą pierwszych siłowników 14, 14a. Siła reakcji, działająca na bęben oporowy 15, 15a jest mierzona za pomocą drugich czujników nacisku 32, 32a, a generowany przez me sygnał jest podawany do drugiego procesora sygnałów 34, jak pokazano na fig. 2. Mieizona za pomocą trzeciego czujnika nacisku 39 siła naprężając

O wstęgę W ,_{est o}d_e

- - - ............

mow od siły działającej na drugie czuiniki nacisku 32, 32a, w wyniku czego otrzymuje się wyłącznie samą siłę chwytu N.

Kombinacja tych sygnałów jest podawana do procesora centralnego 35, który za pośrednictwem przetwornika prądowo/ciśnieniowego 36 generuje sygnał sterujący ciśnieniem pneumatycznym lub hydraulicznym, w wyniku czego siłowniki pneumatyczne lub hydrauliczne działają z odpowiednią siłą wytwarzającą odpowiednią, zaprogramowaną silę chwytu N Położenie ramion głównych 17, 17a jest stale kontrolowane za pomocą czujników położenia kątowego 43, 43a, których sygnał jest doprowadzany do trzeciego procesora 50, a następnie do procesora centralnego 35. Wszystkie powyższe operacje mogą być sterowane przez operatora w sposób umożliwiający uzyskanie optymalnej gęstości gotowego zwoju 12

Operator wysuwa ramiona główne 17, 17a i zakłada na nie pusty rdzeń 18, 18a. Następnie pierwszy siłownik 14, 14a ramienia głównego 17, 17a kompensuje ciężar rdzenia 18, 18a, a pierwszy czujnik nacisku 41,41a, 41a’, 41a” mierzy ciągle siłę, z jaką ciężar rdzenia 18, 18a działa napierwszy siłownik 14,14a. Jeżeli nie nastąpi znaczące zwiększenie obciążenia, to wtedy jest znana siła potrzebna do całkowitego podniesienia rdzenia 18, 18a z bębna oporowego 15, 15a. Czynność ta może być wykonana automatycznie dla każdego konkretnego rdzenia 18, 18a. Następnie przy minimalnym tarciu w zespole mocującym rdzeń 18, 18a w ramionach głównych

17, 17a, można zmniejszyć ciśnienie hydrauliczne lub pneumatyczne w pierwszym siłowniku 14, 14a w taki sposób, żeby pomiędzy bębnem oporowym 15, 15aa rdzeniem 118, 18a występowała znana siła chwytu.

Jako pierwsze czujniki nacisku 41, 41a, 41a’, 41a” zastosowano czujniki kierunkowe mierzące siłę wyłącznie w jednej płaszczyźnie, co umożliwia ciągłe śledzenie wielkości siły chwytu N podczas nawijania papieru na rolkę nawijaną 19, Da, ponieważ ramiona główne 17, 17a, na których jest osadzony rdzeń 18. 18a mogą się wahać przemieszczając rdzeń 18, 18a do drugiego położenia, czyli do położenia nawijania. Wszystkie obciążenia i siły rozdzielają się na składowe pionowe i poziome w miejscu siły chwytu N pomiędzy zwojem rolki nawijanej 19, 19a a bębnem oporowym 15, 15a. Dzięki temu przejście pomiędzy obciążeniem ramienia pomocniczego 28 a obciążeniem ramienia głównego 17a jest łagodniejsze. Rozwiązanie tego typu można z powodzeniem adaptować do stosowanych aktualnie w tej dziedzinie istniejących konstrukcji ramion głównych.

Po opuszczeniu rdzenia 18, 18a w dół do położenia nawijania, lezącego w płaszczyźnie poziomej naprzeciwko napędowego bębna oporowego 15, 15a, siła chwytu N jest mierzona i regulowana w sposób ciągły. Pomiar siły chwytu N polega na pomiarze siły reakcji, działającej na bęben oporowy 15, 15a za pośrednictwem czopów rdzenia 18, 18a osadzonych w łożyskach, oraz na pomiarze siły ścinającej, działającej na drugi czujnik nacisku 32, 32a umieszczony w podstawie nośnej bębna oporowego 15, 15a. Wspomniana siła ścinająca, działająca na drugi czujnik nacisku 32, 32a w podstawie bębna oporowego 15, 15a stanowi poziomą składową siły chwytu N pomiędzy zwojem papieru rolki nawijanej 19,19a a bębnem oporowym 15, 15a. Zatem składowa pozioma wspomnianej siły chwytu N może zmieniać się w zakresie od 0, dla rdzenia

18, 18a znajdującego się pionowo ponad osią obrotu bębna oporowego 15, 15a, do pełnej siły chwytu N, w sytuacji kiedy rdzeń 18, 18ajako rolka nawijana 19, 19a opiera się na szynach 13 lezących w jednej płaszczyźnie poziomej z osią 16 obrotu bębna oporowego 15, 15a.

Istnieje również jeszcze jedna składowa siły chwytu N działająca w chwili poziomego, albo prawie poziomego, wchodzenia wstęgi papieru W na bęben oporowy 15, 15a. Składowa ta wynika z naprężenia wstęgi papieru W i nacisku ramion głównych 17, 17a, na których jest osadzony rdzeń 18, 18a, na bęben oporowy 15,15a. Ponieważ wstęga papieru styka się z bębnem oporowym 15, 15a na obwodzie odpowiadającym kątowi 120°, siła naprężająca wstęgę papieru W, działającą na bęben oporowy 15. 15a ma zarówno składową poziomą jak i pionową.

W wynalazku zastosowano trzeci czujnik nacisku 39 usytuowany bezpośrednio przed bębnem oporowym 15, 15a przeznaczony do pomiaru naprężenia wstęgi W w chwili jej

171 410 wchodzenia na bęben oporowy 15, 15a. Znając kąt opasania bębna oporowego 15. 15a można wyznaczyć składową naprężenia wstęgi papieru W i odjąć ją od poziomej siły reakcji działającej na bęben oporowy 15, 15a. Na podstawie obciążenia głównych ramion 17, 17a zaprogramuje się kątowe położenie ramion głównych 17, 17a w miarę opuszczania rdzenia 1S, 18a do położenia nawijania, a następnie uwzględnia się je w obliczeniach centralnego procesora 35. do którego doprowadza się sygnały. Centralny procesor 35 steruje cylindrem pneumatycznym/hydraulicznym, który reguluje siłę chwytu N.

W wynalazku stosuje się czujniki nacisku powszechnie dostępne na iynku.

171 410

FIG. 2

	PROCESOR
	CENTRALNA

Z /35

L

14,14α

Ssrednyca

171 410

Departament Wydawnictw UP RP Nakład 90 egz.

Cena 4,00 zł

Claims (6)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób nawijania ciągłej wstęgi papierowej na rdzeń, w którym podpiera się wstęgę papierową na napędzanym bębnie oporowym i umieszcza ją w chwycie pomiędzy bębnem oporowym i rdzeniem do nawijania wstęgi, po czym nawija się wstęgę papierową na rdzeń do postaci częściowo nawiniętej rolki nawijanej i następnie gotowego zwoju, znamienny tym, ze umieszcza się pusty rdzeń (18, 18a) w mechanizmie regulującym siłę chwytu (N) nad górną częścią powierzchni bębna oporowego (15,15a), a następnie mierzy się, za pomocą pierwszego czujnika nacisku (41, 41a, 41a’, 41a”), ciężar rdzenia (18, 18a) i siłę tarcia mechanizmu regulującego siłę chwytu (N) w położeniu rdzenia (18,18a) z dala od bębna podporowego (15, 15a) i wytwarza się pierwszy sygnał, po czym przemieszcza się pusty rdzeń (18,18a) do styku z wstęgą papierową (W) podpartą na bębnie oporowym (15,15a) i dociska się go do wstęgi (W) i do bębna podporowego (15, 15a) i nawija się wstęgę papierową (W) na rdzeń (18, 18a) do postaci nawijanej rolki (19, 19a), przy czym jednocześnie mierzy się, za pomocą drugiego czujnika nacisku (32,32a), siłę poziomą, włącznie z poziomymi składowymi siły promieniowej, z jaką rdzeń (18,18a) lub rolka nawijana (19,19a) oddziaływuje na bęben oporowy (15, 15a) i wytwarza się drugi sygnał, oraz mierzy się, za pomocą czujnika położenia kątowego (43, 43a), położenie rdzenia (18,18a) względem bębna oporowego (15,15a) wytwarzając trzeci sygnał, a następnie przetwarza się sygnały pierwszy, drugi i trzeci w procesorach sygnałów (33, 34, 50) i porównuje się je z zadanym programem (37), po czym generuje się sygnały sterujące mechanizm regulujący siłę chwytu (N) pomiędzy bębnem oporowym (15, 15a) i rolką nawijaną (19,19a) zgodnie z zadanym programem (37).
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że mierzy się napięcie wstęgi papierowej (W) docierającej do bębna podporowego (15,15a) za pomocą trzeciego czujnika nacisku (39) usytuowanego przed bębnem podporowym (15, 15a) i wytwarza się czwarty sygnał będący funkcją napięcia wstęgi (W), który koreluje się z drugim sygnałem w drugim procesorze (34) wytwarzając sygnał odpowiadający wynikowej sile reakcji na bębnie podporowym (15, 15a), stanowiącej siłę poziomą wywieraną przez nawijaną rolkę (19, 19a), pomniejszoną o siłę napięcia docierającej wstęgi (W).
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przemieszcza się rdzeń (18, 18a) po łukowym torze wokół obwodu bębna oporowego (15, 15a) i jednocześnie utrzymuje się styk pomiędzy rolką nawijaną (19,19a) ze wstęgą papierową (W) i bębnem oporowym (15,15a), a także ciągle mierzy się, za pomocą drugiego czujnika nacisku (32,32a), i reguluje się siłę chwytu (N) pomiędzy rolką nawijaną (19,19a) i bębnem oporowym (15,15a).
4. 4. Nawijarka do nawijania ciągłej wstęgi papierowej na rdzeń, zawierająca parę ramion głównych, na których jest osadzony rdzeń oraz zawierająca napędzany bęben oporowy do podpierania wstęgi papierowej pomiędzy nim i rolką nawijaną w położeniu nawijania wstęgi papierowej na rdzeń, znamienna tym, że para głównych ramion (17, 17a) jest zamontowana obrotowo na wspólnej osi (16) z bębnem oporowym (15, 15a) i wystaje promieniowo od bębna oporowego (15, 15a) na jego długości, a z ramionami głównymi (17, 17a) jest połączony, usytuowany promieniowo wokół górnej części powierzchni bębna opoiowego (15,15a), mechanizm regulujący siłę chwytu (N), na którym jest zamocowany rdzeń (18, 18a) z regulowanym dociskiem względem bębna oporowego (15,15a), a ponadto z ramionami głównymi (17,17a) i z mechanizmem regulującym siłę chwytu (N)jest połączony co najmniej jeden pierwszy czujnik nacisku (41,41a,41a’,41a”)do odczytywania ciężaru rdzenia(18,18a) i siły tarcia mechanizmu regulującego siłę chwytu (N) w położeniu pustego rdzenia (18, 18a) oddalonym od bębna podporowego (15, 15a)jak i w położeniu rolki nawijanej (19, 19a), zaś z bębnem oporowym (15,15a) jest połączony drugi czujnik nacisku (32, 32a) do pomiaru siły poziomej i składowych

   171 410 poziomych promieniowych sił wywieranych na bęben oporowy (15,15a) przez rdzeń (18,18a) i rolkę nawijaną (19,19a), a także z bębnem oporowym (15, 15a) i z mechanizmem regulującym siłę chwytu (N) jest połączony czujnik położenia kątowego (43, 43a) do określania położenia rdzenia (18, 1»a) względem bębna oporowego (15, 15a), przy czym pierwszy czujnik nacisku (41, 41a, 41a’, 41a”), drugi czujnik nacisku (32, 32a) i czujnik położenia kątowego (43, 43a) są połączone odpowiednio poprzez procesory sygnałów pierwszy (33), drugi (34) i trzeci (50) z procesorem głównym (35) mającym wbudowany zadany program (37), przy czym wyjście procesora głównego (35) jest połączone z mechanizmem regulującym siłę chwytu (N).
5. 5. Nawijarka według zastrz. 4, znamienna tym. ze przed bębnem oporowym (15, 15a) jest umieszczony zespół pomiarowy napięcia wstęgi papierowej (W) docierającej do bębna oporowego (15, 15a). zawierający trzeci czujnik nacisku (39), który jest połączony z drugim procesorem sygnału (34).
6. 6. Nawijarka według zastrz. 4, znamienna tym, ze mechanizm regulujący siłę chwytu (N) zawiera haki (26) i podpierający uchwyt (40), pomiędzy którymi jest zamocowany rdzeń (18), przy czym są one zamontowane ruchomo względem ramion głównych (17).