SE470583B - Anordning för styrning av en skivpress - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 470 583 2 Förutom de nämnda olägenheterna med den fixa förutbe- stämda tjockleken uppstår även vid distanslister produktions- förlust vid byte av distanslisttjocklek.

Som nämnts kan distanslister enbart användas för att kontrollera sluttjockleken, och pressens rörelse fram till sluttjocklek kan ej påverkas med denna utrustning.

Elektriska lägesavkännare kan antingen vara av gränslä- gestyp eller av lägesmättyp. De enklaste är av gränslägestyp och positionen måste då ändras för varje tjocklek som skall pressas. Hysteres i själva gränsläget liksom fel som uppstår vid positionsjustering gör att dessa system ej heller är till- räckligt noggranna och är behäftade med de flesta svagheter som distanslister har. Om givare av lägesmättyp används, av typ linjära potentiometrar eller dylikt, kan omställning av börvär- destjocklek göras förenklat från en manöverpulpet. Noggrann- heten hos denna utrustning är heller ej optimal för fåetage- pressar. En svaghet hos de elektriska systemen för lägesavkän- ning är att signalen, som normalt måste förstärkas, sekundärt styr en solenoid till en hydraulisk ventil, som reglerar tryck- et i cylindern, och att det alltså är ett flertal steg mellan mätning och åtgärd. En annan nackdel, speciellt med gränslägen, är att endast slutläget kan kontrolleras. Även hydrauliska direktverkande lägesventiler kan användas för lägeskontroll av skivans sluttjocklek. Härigenom fås en mycket noggrann, direkt tjocklekskontroll. En nackdel är att tjockleksjusteringar, antingen finjustering eller byte till annan tjocklek, måste göras ute vid pressen genom byte av en liten distansbricka för varje ventil. En annan nackdel är att enbart sluttjockleken kan kontrolleras. Hydrauliska direktver- kande lägesventiler har använts med stor framgång för att uppnå snäva tjocklekstoleranser.

Ovannämnda kända system reglerar enbart slutläget. Det har emellertid visat sig att inte enbart en välkontrollerad sluttjocklek är nödvändig, utan även att en noggrann kontroll av pressbordläge eller mattjocklek i alla mattavsnitt även innan sluttjocklek nås är viktig både för återfjädring hos skivan efter pressning och därigenom verklig tjocklek efter pressning samt inte minst för att åstadkomma en önskad densi- I) ' IJ; 10 15 20 25 30 35 479 583 3 tetsprofil i tjockleksriktningen. Densitetsprofilens utseende påverkar väsentliga skivparametrar såsom tvärdraghållfasthet, böjhållfasthet och målningsbarhet. Ett system för kontroll av pressbordläget vid varierande positioner ger dessutom möjlig-_ heter att förbättra och förkorta trycksänkningsförloppet i slutet av presscykeln, som är kritiskt med hänsyn till risk för skivsprängningar på grund av innesluten ånga. Ändamålet med den föreliggande uppfinningen är att förbättra pressningsprocessen så att avståndet mellan värme- plattorna kan hållas lika vid alla lägesventilerna, inte bara vid slutläge utan dessutom både under kompressionsförloppet fram till slutläget liksom under trycksänkningsförloppet, att styra dessa förlopp på ett förutbestämt sätt samt att dessutom förbättra positionsnoggrannheten vid alla lägen.

Detta uppnås enligt uppfinningen med de kännetecken som framgår av patentkraven.

Särskilt fördelaktigt är ett system med kulmutterskru- var som manövreras simultant, styrt från ett elektroniskt styrsystem samt genom att mycket noggranna lägesventiler med dubbelsätesfunktion används. För att åstadkomma ett lyckat resultat bör lägesventilerna utformas med måttliga styrkrafter, lämpligen för kulmuttersystemet.

Uppfinningen beskrivs nu närmare, för åskådlighetens skull på en enetagepress med endast fyra cylindrar, med hän- visning till bifogade figurer, där Eig_l visar en sidovy av en press med en anordning enligt uppfinningen; §ig_¿ visar en vy uppifrån pressen; §ig;; visar ett tvärsnitt av lägesventilen i start- position; Eig_g visar ett tvärsnitt av lägesventilen i tryckav- stängningsposition; Eig_§ visar ett tvärsnitt av lägesventilen i trycksänk- ningsposition; Eig_§ visar en pressningssekvens; Eig_1 visar en ogynnsam densitetsprofil hos pressad skiva; Fig 8 visar en gynnsam densitetsprofil. 10 15 20 25 30 35 470 583 4 I fig 1 och 2 visas en press med cylindrar 1, övre pressbord 2 och undre pressbord 5 med övre respektive undre värmeplattor 3, matta 4 som skall pressas och kraftupptagande struktur 6. I närheten av varje cylinder är en lägesventil 7 monterad på det undre pressbordet 5. Lägesventilerna 7 påverkas mekaniskt av kulmutterskruvar 8 med tryckstångsände 9, an- bringade via fästen 10 på övre pressbordet 2. (Lägesventilerna och fästena kan vara monterade direkt på respektive värmeplat- ta). Alla kulmutterskruvar kan manövreras simultant via länk- arrangemanget 11 som sitter på övre pressbordet 2 och som drivs av en ställmotor 12 (stegmotor, servomotor eller liknande) via en reduceringsväxel 13. I systemet finns även en slagbegräns- ningsanordning 14, vinkelväxlar 15 och 16 samt lämpligt antal kopplingar 17. Lägesventilerna 7 är via ledningar 31 anslutna till var sin cylinder 1 och har tryckförsörjning från ett gemensamt ledningssystem 18 som får sitt tryck från en tryck- källa 19. Lägesventilerna 7 är även anslutna till ett gemensamt ledningssystem 20, förbundet med tank 21. I systemet ingår även en positionsgivare 22, lämpligen utformad som en absolutkodad (GREY-kodad) encoder.

I fig 3, 4 och 5 visas lägesventilerna mera detaljerat med anslagsände 30, mellanlägg 23, kolv 24, fjäder 25, kolv 26, kolv 27, fjäder 28 och mellandel 29. I fig 3 visas startposi- tionen då fjädern 25 har sin största längd. Härvid är förbin- delsen öppen mellan pumpen 19 via ledningen 18 för tryckför- sörjning vid ledningen 31 till cylindern 1. I fig 4 visas läget då kolven 24 just kommer i kontakt med anliggningsplanet på kolven 26, varvid förbindelsen mellan tryckförsörjningen 18, 19 och cylindern 1 stängs. I fig 5 visas läget då kolven 24 fort- farande har kontakt med anliggningsplanet på kolven 26, samt då kolven 26 har släppt kontakten (överdrivet stor rörelse i figuren) med anliggningsplanet på mellandelen 29, varvid för- bindelsen mellan cylindern 1 och tanken 21 via ledningarna 31, 20 öppnas. Kolven 26 hålls normalt uppe i kontakt med mellande- len 29 av fjädern 28 samt av servotryck som verkar under kolven 27.

När pressen sluts leds tryckvätskan från det gemensamma ledningsssystemet 18 via samtliga lägesventiler 7, som då står 10 15 20 25 30 35 470 58.5 5 i öppet läget enligt fig 3, till cylindrarna 1, varvid övre pressbordet 2 tillsammans med kulmutterskruvarna 8 rör sig nedåt. Kulmutterskruvarna har inställts av ställmotorn 12 så att de står i lämpligt läge. När respektive tryckstångsände 9 träffar anslagsändan 30 på sin lägesventil 7, rör sig kolven 24 ner mot anliggningsplanet på kolven 26. När anliggningsplanet nås, enligt fig 4, bryts förbindelsen till trycksystemt 18, 19 och pressbordet 2 stannar i detta läge. Värmen från värmeplat- torna 3 tränger successivt in i mattan och mjukgör den, vilket minskar mattans motkraft. Om ingen omställning av kulmutter- skruvarna 8 görs, rör sig kolven 26 en bråkdel av en mm nedåt och öppnar förbindelsen till tanken 21 enligt fig 5, varvid trycket i cylindern 1 självregleras så att det önskade läget bibehålles. Om mattan av någon anledning skulle expandera så att avståndet mellan värmeplattorna 3 ökar, så stängs tank- anslutningen och anslutningen till pumpen 19 öppnas så att trycket höjs till erforderlig nivå för att bibehålla rätt tjocklek.

I systemet finns säkerheter mot felaktiga inställningar och körsätt. För det första är lägesventilerna 7 så konstruera- de att de tillåter en relativt stor överrörelse förbi det tänkta reglerläget, varigenom systemet skyddas mot haveri om felaktig skivtjocklek har ställts in från styrsystemet eller om' en felaktig matta matas in i pressen. För det andra är slagbe- gränsningsanordningen 14, som är utrustad med en pågängad mutter som går mot mekaniskt stopp i ändlägena, så kraftigt utformad att ställmotorns 12 vridmoment i ändlägena ej fort- plantas till kulmutterskruvsystemet.

I fig 6 visas ett typiskt pressningsförlopp med tid som abskissa och bordläge samt tryck som ordinator. Bordläget längst till vänster respektive längst till höger motsvarar öppen press. Vi kan anta att det ovan beskrivna läget hos kulmutterskruvarna 8 motsvarar bordläge L1 i diagrammet. Från L1 avser vi röra pressbordet 2 med en ramp (linjär eller av kurvform) till L2 på tiden T2. I efterföljande tidsperioder förflyttas pressbordet successivt fram till det slutliga läget L4, som bíbehålles medan limmet härdar ut. Trycket ökar först till ett maximalt tryck, Pmax, och varierar sedan beroende på 10 15 20 25 30 35 470 583 6 pressningförhållandena, exempelvis såsom visas 1 fig 6.Styrin- struktionerna för att uppnå detta rörelsemönster finns inpro- grammerat i ett programmerbart styrsystem, en så kallad PLC- utrustning, mikrodator eller liknande. Så snart läge L1 upp- nåtts ges instruktioner till ställmotorn 12 så att den ändrar kulmutterskruvarnas 8 läge simultant till önskade värden.

Systemet är återkopplat tack vare positionsgivaren 22. Genom dessa inställningsmöjligheter kan praktiskt taget alla önskade lägesramper effektueras, med syftet att optimera skivornas densitetsprofil, så att lämpligt hög densitet uppnås i ytskik- ten, så att densitet av lämplig nivå uppnås i mitten och så att lämplig övergång mellan dessa delar uppnås. Dessa densitetsvär- den har väsentlig betydelse för skivornas egenskaper, och en välavvägd densitetsprofil enligt fig 8 kan spara råvara etc genom att lägre medeldensitet jämfört med fig 7 kan accepteras vid i övrigt lika skivegenskaper. Detta har stort ekonomiskt värde, för en enetagepress för spånskivor med kapacitet 400 nå/dygn erhålles en årlig besparing på 1 miljon kronor för råvara, lim, hantering, malning och torkning vid sänkning av medeldensiteten med 10 enheter, t ex från 650 till 640 kg/nå.

Jämfört med tidigare utrustning kan man med uppfin- ningen steglöst ändra önskad skivtjocklek från presspulpeten utan produktionsförlust. Dessutom kan man fintrimma en given tjocklek dels genom att ändra börvärdet för samtliga kulmut- terskruvar 8 från pulpeten och/eller ändra vid individuella lägesventiler genom att ändra mellanläggen 23 på respektive ventil. Läget på kulmutterskruvarna kan med lämplig utväxling regleras mycket noggrant, inom 0,01 mm. (Utväxlingen hos syste- met med kulmutterskruvarna kan väljas så att en vridning av motoraxeln av 70° motsvarar en rörelse hos tryckstångsänden av 0,01 mm). I kombination med den mycket noggranna lägesregle- ringen hos själva ventilen kan man härigenom hålla skivtjockle- ken på en mycket snäv tolerans, jämfört med tidigare kan vinst i storleksordningen 0,1 mm förväntas, vilket vid samma pro- duktion som ovan motsvarar en årlig besparing på 500 000:- kronor. 0 En stor fördel med lägesventiler med sätesfunktion jämfört med konventionella slidventiler är att inställt läge ' rä. 10 15 20 25 470 sazå 7 hålls konstant över mycket lång tid, medan slidventilens kanter eroderas bort, med slidförskjutning som följd, vilket i sin tur ger felaktiga skivtjocklekar.

En ytterligare fördel med uppfinningen är att tryck- sänkning och avgasning av skivorna enligt tider T6, T7 och T8 i fig 6 kan kontrolleras mycket precist och likformigt runt hela pressen, varför avgasningsförloppet görs mjukare trots att tiderna kan reduceras. Tidsvinster i storleksordningen 2-4 sekunder har noterats vid fullskalepressningar. Varje sekunds presstidsförkortning svarar vid samma produktion som ovan mot en årlig besparing av 150 000:- kronor.

Uppfinningen är inte begränsad till här beskrivet utförande, utan kan varieras inom ramen för uppfinningstanken.

Så kan t ex en lägesventil 7 användas till två cylindrar 1, om pressbordens 2, 5 styvhet bedöms tillräcklig. En annan variant är att låta ramperna gå till tunnare tjocklek än sluttjocklek och därefter gå tillbaka. En tredje variant är att använda traditionella trycknivåer eller ramper omväxlande med posi- tionsstyrning enligt uppfinningen. En fjärde variant är att utnyttja uppfinningen för kontinuerliga pressar. I detta fall kan det erfordras variabel utväxling 1 länksystemet så att pressens inloppskil får avsedda öppningar. Utförandet av ut- rustningen kan naturligtvis även varieras inom ramen för upp- finningstanken, så kan t ex lägesventilens 7 kolv 26 av prak- tiska skäl utformas av flera kolvdelar, vilket ej påverkar funktionen eller beskrivningen ovan.

Claims (2)

1. 47ö 583 8 Patentkrav 1. Anordning för styrning av tjockleken hos skivformiga produkter (4) under pressningsförloppet i en skivpress med ett första och ett andra pressbord (5,2) där presskraften överföres av flera hydrauliska presscylindrar (1), k ä n n e t e c k - n a d av att ett antal hydrauliska lägesventiler (7) är anordnade på avstånd från varandra på båda sidor av pressen på det första pressbordet (5) och att motsvarande tryckstänger (9) är anordnade på det andra pressbordet (2), varvid tryckstänger- na (9) är simultant omställbara medelst en gemensam ställmotor (12).

2. Anordning enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att kulmutterskruvar (8) utnyttjas för omställningen av tryck- stängerna (9). 3. n a d av att ett länkarrangemang (11) är anordnat att överföra ställmotorns (12) omställning till omställning av tryckstänger- na (9). Anordning enligt kravet 1 eller 2, k ä n n e t e c k - 4. k ä n n e - Anordning enligt något av föregående krav, t e c k n a d av att lägesventilerna (7) är utformade som dubbelsätesventiler med begränsad ställkraft. 50 t e c k n a d av att ställmotorn (12) är förprogrammerad med Anordning enligt något av föregående krav, k ä n n e - ett styrprogram för omställning av tryckstängerna (9) under pressförloppet. 6D att styrprogrammet är uppbyggt av ramper. Anordning enligt kravet 5, k ä n n e t e c k n a d av 7. Anordning enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c k n a d av att varje lägesventil (7) är ansluten till en presscylinder (1). 470 583 8. Anordning enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c k n a d av att alla lägesventiler (7) har tryckförsörj- ning från en gemensam tryckkälla (19). 9. Anordning enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c k n a d av att en slagbegränsningsanordning (14) är anordnad som överlastningsskydd mellan ställmotorn (12) och tryckstängerna (9).