SE461976B - Foerfarande foer styrning av en rullstol foer en pappersbana - Google Patents

Description

461 976 10 15 20 25 30 35 2 pappersrullens bottendelar. Hårdhetsförändringarna förorsakar till stor del okontrollerade variationer i linjebelastningen mellan pappersrullens pope-cylinder samt spänningsförändringar i pappersbanan som skall rullas.

Nämnda variationer beskrivs närmare längre fram.

Det är i huvudsak två faktorer som inverkar på hård- hetsfördelningen hos sådana pappersrullar som àstadkommits medelst rullstolar av pope-typ i en pappersmaskin. För det första är det linjebelastningen mellan rullningscylindern och pappersrullen och för det andra pappersbanans spänning vid upprullningen, alltså t ex hastighetskillnaden mellan kalandern och rullstolen. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att undan- röja förutnämnda nackdelar genom kontroll av linjebelast- ningen. Med rullens hárdhetsfördelning avses täthetsvaria- tionen i pappersrullens radiella riktning. En dålig hård- hetsfördelning eller en hårdhetsfördelning som innehåller ställen med diskontinuiteter förorsakar svårigheter (av- brott) under påföljande behandling av pappret, och i värsta fall uppstår det sprickor och veck i papperet nära rullens botten. Också dessa nackdelar avses att undanröjas medelst denna uppfinning.

För uppnàende av dessa och andra ändamål, som kommer att framgå av följande beskrivning, har enligt uppfin- ningen àstadkommits ett förfarande, vilket är av den in- ledningsvis angivna typen och därutöver har de kännetecken som anges i efterföljande patentkravet l. Ytterligare sär- drag hos uppfinningen anges i efterföljande patentkrav.

En fördel med styrningsförfarandet enligt uppfin- ningen jämfört med konventionell styrning är att ett mera pålitligt utbyte av ifrågavarande rulle erhålls. Pappers- banan kan bytas från en full pappersrulle till en tom rullningsaxel i utbytesläge genom flera olika slags för- faranden, vilka i sig tillhör känd teknik. För alla ut- bytesförfaranden är det karakteristiskt att utbytessäker- heten förbättras eller de s k utbytesavbrotten minskas om linjebelastningen mellan axeln och rullningscylindern är 10 15 20 25 30 35 461 976 3 jämn eller större vid banans mitt än vid banans kantomrà- den. Vid arrangemanget enligt uppfinningen kan linjebe- lastningen i maskinens tvärriktning regleras efter önske- mål genom utnyttjande av primärgafflarnas avlastningscy-I lindrar.

I det följande beskrivs uppfinningen i detalj med hänvisning till figurerna på bifogade ritningar, varav framgår dels teknikens ståndpunkt hänförande sig till upp- finningen, dels några fördelaktiga utföringsformer av uppfinningen.

Fig l visar en pope-rullstol schematiskt från sidan, vid vilken förfarandet enligt uppfinningen tillämpas.

Fig 2 visar schematiskt dels en pope-rullstol vid begynnande rullning, dels en styranordning i form av ett blockschema.

Fig 3 visar schematiskt en pope-rullstol i ett skede där en rullaxel och en därpå åstadkommen rullbotten är överförd till ett stöd tillhörande sekundärgafflarna.

Fig 4 visar en linjebelastningsfördelning hos en förut känd pope-rullstol, alltså ett fall där inga avlastningar eller specialstyrningar enligt uppfinningen har använts.

Fig 5 visar en utföringsform av en linjebelastnings- fördelning mellan en pope-cylinder och en rulle som funktion av tiden, varvid styrningsförfarandet enligt upp- finningen utnyttjas.

Fig 6 visar uppkomsten av en belastningsfördelning enligt fig 5 härrörande från två olika delfaktorer.

Som framgår av fig 1 utgörs rullstolens huvudkompo- nent av en rullningscylinder 10 (pope-cylinder), medelst vilken vridkraft tas via ett friktionsnyp N (icke visat) till ytteromkretsen av en rulle RO, som bildas pà en rull- axel 11' (tamburjärnet). Rullningen påbörjas från ett läge enligt fig 2 i primärgafflar 14, 15, 16, vilka under det att rullningen framskrider vänds nedàt i pilens A riktning, såsom visas i fig 2, så att rullningsaxeln i ett visst skede överförs till och uppbärs av rullskenor 12 och 461 976 10 15 20 25 30 35 4 sekundärgafflar 13. Banan som kommer till rullstolen har i fig 1-3 betecknats med Win. I slutskedet av rullningen vilar och roterar axeln ll uppburen av två rullskenor 12, och sekundärgafflarna 13 trycker axeln 11 mot rullnings- cylindern 10. Sekundärgafflarna 13 förflyttar också pap- persrullen R bort från rullningscylindern 10, dà önskat tvärsnitt på rullen R har uppnåtts.

De färdiga pappersrullarna R transporteras längs med en lyftanordning för vidarebehandling, från vilken de tomma rullaxlarna returneras till lagringsskenor (icke presenterat), som monterats ovanför t ex stödskenor 12.

Utbytesanordningen för rullaxlarna 11 bildas av led- ningar 14, som sträcker sig uppåt frán sidan av rullnings- cylindern 10 och som är vridbart lagrade vid sin nedre ände. Rullaxeln 11' kan vid sina lagerdelar (icke visade) slutas i ett gap, som bildas av dels ett underkäftstycke 15, vilket är fast förbundet med ledningarna 14, dels ett i ledningen 14 anordnat överkäftstycke 16, som rör sig upp och ned. Delarna 14, 15 och 16 bildar de s k primärgaff- larna.

Till rullstolen hör belastningasnordningar i form av de cylindrar 17, 18 och 19, av vilka normalt två àt gången påverkar de bàda motsatta ändarna av rullaxlarna ll.

Belastningscylindrarna 17, 18 och 19 utgörs antingen av pneumatiska eller hydrauliska cyindrar eller av andra motsvarande kända kraftanordningar, vilka arbetar med tryckmedium eller i vissa fall t o m elektricitet, varvid trycken PO, P1 och P2, som beskrivs i det följande, er- sätts med motsvarande elektriska storheter.

Utbytet av rullaxeln vid en konventionell pope-rull- stol til går på så sätt att rullaxeln 11' lyfts med en lyftanordning ovanpå underkäftstycket 15 och överkäft- stycket 16 sänks fràn ett läge 16' till ett läge 16 för att belasta rullaxeln l1'. Efter detta accelereras rull- axeln ll' medelst en separat initialstartanordning (icke visad) så nära rullningscylinderns 10 periferihastighet som möjligt. Efter accelerationen svängs ledningarna 14 i 10 15 20 25 30 35 461 976 5 rullningscylinderns 10 rotationsriktning, varvid på grund av den excentriska lagringen av ledningarna 14 avståndet mellan rullaxeln 11' och rullningscylindern 10 minskas tills axeln ll' är i beröring med pappersbanan W, som löper ovanpå rullningscylindern 10, och rullaxeln ll' får exakt rullningscylinderns 10 periferihastighet.

Vikten av rullaxeln ll' och den belastning som för- orsakas av överkäftstycket 16 förflyttas i detta skede från underkäftstycket 15 till rullningscylindern 10. Över- föringen av banan W till en ny axel kan nu utföras på ti- digare beskrivet sätt.

Konstruktionen av och funktionen hos den ovan be- skrivna rullningsanordningen är i huvudsak i och för sig känd, och avsikten med denna beskrivning är att underlätta förståelsen av uppfinningen och dess bakgrund. Det må poängteras att föreliggande uppfinning kan tillämpas t o m vid olika rullstolar, vilkas konstruktion och funktion vä- sentligen kan avvika från vad som visas i fig 1. I det följande beskrivs bakgrunden till uppfinningen och ett konstruktions- och funktionsexempel pà denna närmare.

Fig 2 visar ett tidigare känt funktionsskede, där pappersbanan Win just har förflyttats från en full rulle R till en tom rullaxel ll' (tamburjärn). Rullaxeln 11' belastas mot cylindern 10 av sin egen tyngd samt belast- ningskrafter alstrade av belastningscylinderparet 17 hos primärgaffeln 15, 16. Efter utbytet av rullen börjar rullaxeln 11' att sänka sig nedåt från det läge som visas i fig 2, och vinkeln al mellan det lodräta planet och led- ningarna 14 ökar, varvid den belastning som förorsakas av rullašeln 11' och rullens Ro egen tyngd minskar i kända rullstolar på ett sätt som visas av kurvan P1' i fig 4. I en del tidigare kända rullstolar, där en s k avlastnings- cylinder använts, har eftersträvats att hålla belastningen jämn genom minskning av avlastningscylinderns tryck.

När rullaxeln 11 sänkts ned på rullskenorna 12, be- lastas rullaxeln ll en kort tid samtidigt av belastnings- cylindrarna 17 hos primärgafeln 15, 16 och belastnings- 461 976 10 15 20 25 30 35 6 cylindrarna 18 hos sekundärgaffeln 13 (fig 3). Härvid har det i kända rullstolar uppkommit en momenten "topp" i nypets N belastning, i figuren betecknat med p2'. I huvud- sak är det just denna topp som förorsakar de problem som avses att lösas genom denna uppfinning. I det läge som visas i fig 3 under det att rullen 1 växer på rullaxeln 11 har belastningen av nypet N i kända rullstolar varit sådan som framgår av den i fig 4 visade kurvan P3'. I detta skede rör sig rullaxeln ll på rullskenorna 12, varigenom vinkeln az mellan sekundärgaffeln 13 och det lodräta pla- net förändras. På grund av denna förändring av vinkeln i belastningsgeometrin mellan närmast sekundärgaffelns 13 och dess belastningscylinder 18 har linjebelastningen P3' av nypet N varierat märkbart, vilket till en del resulte- rat i förutnämnda nackdelar. u Med hänvisning till fig 2-4 har i det följande beskrivits ett förut känt rullningsförfarande för papper som varit utgångspunkt för uppfinningen. I det följande beskrivs med hänvisning till fig 2, 3, 5 och 6 ett för- farande enligt uppfinningen.

Avsikten med uppfinningen är att åstadkomma ett sådant förfarande där linjebelastningen P av nypet N i rullstolen kontrollerat kan regleras i varje skede av rullningsförloppet på sådant sätt att de i det föregående diskuterade nackdelarna kan undvikas. Dessa rullnings- skeden visas i fig 6 på följande sätt: I. Rullningen vid primärgafflarna 14, 15, 16.

II. Överföringen av rullningen från primärgafflarna 14, 15, 16 till sekundärgafflarna 13.

III. Rullningen i sekundärgafflarna 13.

Förfarandet enligt uppfinningen fungerar stegvis enligt följande Skede I.

Trycket Po hos primärgaffelns 14, 15, 16 belastnings- cylindrar 17 hålls konstant (samma tryck PO i parets båda cylindrar). Läget av den i fig 2 visade rullaxeln 11' mäts på omkretsen av pope-cylindern 10 eller vinkeln al och -x 10 15 20 25 30 35 461 976 7 trycket P1 hos avlastningscylindrarna 19 förändras så, att den i fig 6 visade, lineärt avtagande kurvan PO-P1 åstad- kommes. Avlastningscylindrarnas 19 tryck kan regleras sà, att de ändras efter vinkeln al också på annat sätt.

Skede II.

Avlastningscylindrarnas 19 tryck P1 är så styrt att det är noll eller relativt lågt i skedet, varefter trycket PO på belastningscylindrarna 17 sänks väsentligen lineärt under en viss tid to (t ex to = 10 s) till noll eller nära noll, och under samma tid to höjs trycket P2 hos sekundär- gaffelns 13 belastningscylindrar 18 väsentligen lineärt från noll till ett visst begynnelsevärde pa. Härvid åstad- kommes i detta överföringsskede 2 den summabelastning (PO+P2-Pl) som visas i fig 6 och toppen P2' som visas i fig 4 och de av denna förorsakade nackdelarna undviks helt.

Skede III.

I nästa skede, som sker i det i fig 5 visade läget, mäts vinkeln az och regleras trycket hos sekundärgaffelns 13 belastningscylindrar 18 pà basis av en mätsignal f2 (fig 2) så, att trycket P2 i nypet N sänks väsentligen lineärt under det att rullen R1 växer. Trycker på be- lastningscylindern 18 kan regleras också på annat sätt än lineärt.

På ovan beskrivet sätt har en sådan belastningsför- delning p = p(t) av rullnypet N (fig 5) åstadkommits som varierar väsentligen jämnt och sjunker utan toppar och språng (är t ex jämn) som funktion av rullningstiden t och rullens radie.

Det väsentligt nya med uppfinningen är att ett "flexibelt byte" åstadkommes vid överföring av rullen från primärgafflarna 15, 16 till sekundärgafflarna 13, alltså kontrollen av det i det föregående beskrivna utbytesskedet II.

I det följande beskrivs med hänvisning till fig 2 ett utförande av regleranordningen, som i fig 2 visas princi- piellt som ett blockschema. I praktiska tillämpningar kan 461 976 10 15 20 25 30 35 8 styranordningen avvika från vad som beskrivs i det följande.

Till styranordningen hör en centralenhet 20, som i praktiken kan bestå av flera separata anordningar och som övervakas och styrs av en i och för sig känd, programmer- bar styrlogik 21 eller någon annan motsvarande anordning baserad på en mikroprocessor. Till styranoxdningen hör i och för sig kända givaranordningar 22 och 23, där den förstnämnda mäter primärgaffelns 14, 15, 16 läge, alltså vinkeln al, medan den sistnämnda mäter sekundärgaffelns 13 läge eller vinkeln az. Från dessa givare 22 och 23 leds mätsignaler fl och fz till centralenheten 20. Centralen- heten 20 skickar i sin tur reglersignaler sø, sl och s till tryckreglerventiler'25, 26 och 27, vilka styr de tryck Po, P1 som skall ledas till primärgafflarnas 14, 15, 16 belastningscylindrar 17 resp avlastningscylindrar 19 fràn tryckkällor 24 samt det tryck P2 som skall ledas till sekundärgafflarnas 13 belastningscylindrar 18. Härvid styr styrsignalerna fl och fz nämnda tryck P0, Pl och P2 efter ett program, som inställts med styrlogiken 21 sà, att en "jämn" belastningsfördelningskurva p(t) av det slag som 2 visas i fig 5 eller motsvarande kurva kan förverkligas.

I efterföljande patentkrav definieras uppfinnings- tanken, vars olika detaljer kan variera och avvika frán vad som i exemplifierande syfte beskrivits i det före- gående.

Claims (9)

1. 0 15 20 25 30 461 976 PATENTKRAV l. Förfarande för styrning av en rullstol för en pappersbana, speciellt en s k pope-rullstol, för åstad- kommande av en jämn hårdhetsfördelning i radiell rikt- ning av en rulle som bildas, vilken rullstol innefattar en rullcylinder (10), medelst vilken den kraft som er- fordras vid rullningen hämtas till en rulle (R), som bildas på en rullaxel (ll) i huvudsak via ett nyp (N) mellan ytteromkretsen på rullcylindern (10) och ytter- omkretsen på rullen (R) som bildas, vid vilket förfaran- de rullningen påbörjas i s k primärgafflar (14, 15, 16) eller motsvarande, från vilka rullaxeln (ll') och den på denna bildade nedre delen av rullen (RO) överförs till sekundärgafflar (13), medelst vilka rullningen slut- ligen utförs, varvid det finns kraftanordningar (17, 19, 18), som verkar på primär- och sekundärgafflarna (14, 15, 16 och 13) och som belastar nypet (N), n a t 18) som belastar nypet (N) i gafflarna (14, 15, 16 och 13), vilka stöder rullaxeln (ll), regleras på sådant av att den kraft hos kraftanordningarna (17, 19, sätt under rullningen på basis av styrsignaler (fl, fz), som skickas på basis av läget för gafflarna (14, 15, 16 och 13), att en väsentligen jämn fördelning (p(t)) av belastningen (P) i nypet (N) åstadkommas som en funk- tion av radien på den växande rullen också i ett över- föringsskede (II), där rullaxeln (ll) och rullen (R1), som bildas på denna, förflyttas från stödet och från belastningen av primärgafflarna (14, 15, 16) eller av motsvarande till stödet och till belastningen av sekun- därgafflarna (13) eller av motsvarande.

2. Förfarande enligt krav 1, n a t av att kraftanordningarna (17, 19, 18) styrs så, k ä n n e t e c k - att det åstadkommes en belastningsfördelning (p(t)) för nypet (N) som under rullningsförloppet avtar kontinuer- ligt och väsentligen jämnt. k ä n n e t e c k - 461 976 10 15 20 25 30 35 10

3. Förfarande enligt krav 1 eller 2, t e c k n a t märgafflarna eller motsvarande åstadkommes medelst be- k ä n n e - av att belastningen av nypet (N) i pri- lastningscylindrar (17), som verkar på rullaxelns (ll') ändar, och medelst avlastningscylindrar (19), medelst vilka åstadkommes en motriktad kraft i förhållande till belastningscylindrarnas (17) belastningskraft.

4. Förfarande enligt krav 3, k ä n n e t e c k - n a t av att trycket (po) på primärgafflarnas (14, 15, 16) belastningscylindrar (17) eller motsvarande hålls väsentligen konstant under rullningens inledande skede (I) medan trycket (pl) eller motsvarande på avlastnings- cylindrarna (19) ändras så, att en kontrollerad belastning (po-pl) på primärgafflarna (14, 15, 16) åstadkommes i rullningens inledande skede (I).

5. Förfarande enligt något av krav 1-4, k ä n n e - t e c k n a t av att i ett överföringsskede (II), där rullaxeln (ll) och rullen (R1), som i föregående rull- ningsskede (I) lindats kring denna, överförs från primär- gafflarnas (14, 15, 16) eller motsvarande stöd till se- kundärgafflarnas (12) eller motsvarande stöd, minskas primärgafflarnas (14, 15, 16) belastning från ett givet begynnelsevärde (pa) under viss tid (to) nära noll eller till noll och att samtidigt sekundärgafflarnas (13) be- lastning höjs från noll väsentligen till nämnda slutvärde (pa) under samma tid (to), så att en summabelastning (p0+p2-pl) åstadkommes, vilken hålls väsentligen jämn också i ifrågavarande överföringsskede (II).

6. Förfarande enligt något av krav 1-5, k ä n n e - t e c k n a t av att i begynnelseskedet av överförings- skedet (II), eller före detta, trycket (pl) på primär- gafflarnas (14, 15, 16) avlastningscylindrar (19) styrs till noll eller till ett relativt lågt värde.

7. Förfarande enligt något av krav l-6, k ä n n e - t e c k n a t av att i rullskedet (III), som sker i se- kundärgafflarna (13) eller motsvarande, regleras belast- ningen i nypet (N) väsentligen linjärt som en funktion av tiden och under det att rullen (Rl) växer_ 10 15 461 976 ll

8. Förfarande enligt krav 1-7, av att läget av primär- och sekundärgafflarna k ä n n e t e c k - n a t (14, 15, 16 oxh 13) och läget av rullen (R) i förhållande till rullcylindern (10) avkänns medelst vinkelgivare (22, 23) eller motsvarande lägesgivare, från vilka styr- signalerna (fl, fz) skickas, vilka sänds till en styrenhet (20, 21), som realiserar förfarandet, och från vilka signaler (so, sl, sz) erhålls, medelst vilka den storhet som inverkar på kraftanordningarnas (17, 19, 18) belast- ningskraft styrs, såsom tryckmediets tryck (po, pl, pz).

9. Förfarande enligt något av krav l-8, k ä n n e - t e c k n a t av att en central enhet (20) i den styr- anordning som realiserar förfarandet övervakas och styrs medelst en i och för sig känd, programmerbar styrlogik (21) eller en annan motsvarande anordning baserad på en eller flera mikroprocessorer.