SE510368C2 - Förfarande och anordning för böjkompensering av schaberbalk - Google Patents

Description

510 368 lO 15 20 30 35 2 linjär kraft. Beroende på det vridbara anordnandet av schaberramen, som åstadkommas medelst lager monterade vid båda ändar av ramen blir den avböjning, som induceras av den linjära belastningskraften vid det centrala partiet av klingan större än vid de uppburna ändarna, varigenom av- ståndet mellan klingans ovankant och banan blir mindre vid banans ytterkanter än vid dess mitt. Eftersom den linjära kraft, är mindre i mitten än vid de uppburna ändarna kan even- som utövas av klingan på banytan eller stödvalsen tuella ojämnheter på banan såväl som variationer i be- strykningsblandningens täthet och viskositet lyfta bort schaberklingan från banan.

För att mildra nyssnämnda olägenheter har flera olika konstruktioner föreslagits för fastsättningen av schabern.

I enlighet med förut kända konstruktioner har man försökt åstadkomma en enhetlig belastning av schabern över banans hela bredd med hjälp av en flexibel klinga i förening med ett reglerbart schaberhållaraggregat. Enligt dessa ut- föringsformer är klingan fastgjord vid schaberhållaren så att klingan kan pressas mot banan medelst ett fjädrande element, exempelvis en pneumatiskt eller hydrauliskt be- lastad gummislang, som sträcker sig över schaberns hela längd. Eftersom samma tryck råder i slangen utmed hela dess längd, pressar slangen schabern mot banan med en kon- stant, linjär kraft över banans hela bredd. Schaberns tryck mot banan kan sedan regleras genom att ändra trycket i slangen. Dessa typer av konstruktioner använder emellan- åt en schaber, som är uppdelad i smala sektioner utmed hela sin längd. Fördelen med denna konstruktion är en mer flexibel schaber, som erbjuder en bättre överensstämmelse med formen av banan och stödvalsen.

De ovan beskrivna utförandena har flera nackdelar. På grund av den begränsade förmågan till formförändring hos det fjädrande belastningselementet kan denna konstruktion omöjligen kompensera stora variationer i avståndet mellan schabern och banan eller i belastningen av schabern. Reg- leringsutrymmet för schaberbelastningen förblir begränsat, 10 15 20 25 30 35 510 368 3 och om man önskar en högre bestrykningshastighet, mäste schabern pressas mot banan medelst ett manövreringsorgan, som är fastgjort vid schabern. En högre schaberbelastning resulterar i ökad styvhet hos schaberhállarelementet, var- igenom schabern inte kan forma sig efter banytan pà önsk- värt sätt. Schaberns ram måste ha en utomordentligt styv konstruktion för att kunna pressa den flexibla schabern mot banan. Böjliga och reglerbara schaberhàllarkonstruk- tioner är komplicerade; schaberbyten är besvärliga, och skador pà de tryckutövande elementen kan uppträda under schaberbyten. Följaktigen blir schaberhållarkonstruktionen stor och tung.

Kalandrar utnyttjar böjkompenserade valsar uppvisande en belastningsbärande basvals i mitten av valsen. Tryckut- övande element är anordnade mellan basvalsen och valsens mantel, varigenom ändring av elementens form medger uträt- ning av valsmanteln. En böjkompenserad schaberuppbärande balk, beskriven i US-A-4 907 528. Enligt denna patentskrift har som är baserad pà en liknande konstruktion, finns den schaberuppbärande balken fyra tryckutövande element, symmetriskt anordnade kring en rund rambalk och inneslutna i ett rörformigt hölje, som självt är stödjande uppburet av schaberaggregatets fyrkantiga ram. Genom att reglera driftstrycket av de tryckutövande elementen kan man på lämpligt sätt omforma ramen för schaberaggregatet och där- igenom kompensera avböjningen av bestrykningsanordningens schaberuppbärande balk.

Emellertid blir konstruktionen av den ovan beskrivna balken komplicerad och resulterar i en väsentligt stor tyngd. På grund därav bidrar balkens egen tyngd till dess avböjning, varför det krävs starkare kompensationsàtgär- der. Vidare kan konstruktören inte fritt välja balkens form, eftersom bestrykningsanordningens ram nödvändigtvis måste ha fyrkantig form och antalet tryckutövande element är fastställt till fyra i alla förekommande fall. “510 lO 15 20 25 30 35 368 4 Det är ett ändamål med föreliggande uppfinning att tillhandahålla ett nytt sätt och en anordning för kompen- sering av avböjningen av en schaberuppbärande balk i en bestrykningsanordning. Uppfinningen möjliggör konstruktio- nen av en böjkompenserad schaberuppbärande balk.

Uppfinningen är baserad på att man håller balkens temperatur konstant vid schaberhållaren och kompenserar avböjningen av balken genom att ändra temperaturen för balken på lämpliga ställen med hjälp av upphettnings- eller kylelement. Följaktligen kompenseras deformationerna i balken genom att åstadkomma avböjningar i motsatta rikt- ningar medelst de inducerade temperaturändringarna.

Närmare bestämt har sättet enligt uppfinningne de ka- raktäristiska drag, som anges i den kännetecknande delen av patentkrav l.

Vidare kännetecknas anordningen enligt uppfinningen av vad som anges i den kännetecknande delen av patentkrav 5.

Uppfinningen erbjuder påtagliga fördelar.

Enligt föreliggande uppfinning tillhandahållas en konstruktion, i vilken schaberklingan anpassar sig till banan och stödvalsen även vid höga linjära belastningar av klingan. Bestrykningshastigheten kan ökas, men man erhål- ler ändå en bestrykning av hög kvalitet med olika slag av bestrykningsblandningar. Den linjära belastningen av klingan hålles konstant över hela dess längd. På grund av den konstanta belastningen av klingan är dess förslitning jämn över hela dess längd, vilket bidrar till en ökning av schaberns livslängd. Det här beskrivna kompensationssyste- met medför en tämligen ringa ökning i vikten av den scha- beruppbärande balken. Böjkompensation är lättare att åstadkomma i en schaberuppbärande balk av lättviktskon- struktion än i en tung balk, eftersom tillskottet i av- böjningen genom balkens egen tyngd förblir mindre. Kompen- sationssystemet är lätt att konstruera och utföra i bal- ken, eftersom de deformationer, som orsakas av temperatur- Eftersom förändringar, icke behöver vara exakt kända. 10 15 20 25 30 35 510 368 5 riktningen av böjningsändringarna orsakade av varje upp- hettning/kylelement är förut känd kan de uppmätta böj- ningarna automatiskt kompenseras genom att man reglerar kompensationssystemet via en àterkopplingsslinga, eller alternativt kan operatören av bestrykningsmaskinen styra kompensationssystemet manuellt.

Uppfinningen kommer nedan att närmare beskrivas med hjälp av exemplifierande utföringsformer, som àskàdlig- göres på bifogade ritningar, på vilka fig l visar ett tvärsnitt av en schaberuppbärande balk enligt uppfinningen, och fig 2 visar schematiskt ett kompensationssystem en- ligt uppfinningen.

Den schaberuppbärande balken enligt uppfinningen kan konstrueras utgående frán en konventionell schaberupp- bärande balk. Den i fig l visade balken består av en ram ll uppvisande triangulär làdsektion, en schaberhållare 2 fastgjord vid ramen ll, fästelement 3 och 4, och lager 12 vid ändarna av ramen ll, varigenom den schaberuppbärande Schaberhàllaren 2 med sin klinga l är fäst pà utsidan av ramen ll intill det Lådsek- balken är vridbart roterbar i lagren. ena hörnet av ramens 11 triangulära lådsektion. tionsramen ll bildar en rörformig hålighet. På insidan av ramen ll är anordnade stabiliseringskanaler 5 och 6, och kompensationskanaler 7-10. Kanalerna 5-10 är tillverkade genom svetsning av ett tràg eller en ränna av formstàl vid dess kanter pà innerytan av ramen 11. Följaktligen är väg- garna i kanalerna 5-10 bildade av innerytan av ramen ll och det därtill fästade tràget eller rännan. Varje kanal bestàr av två delar, nämligen en inloppsledning och en returledning. Stabiliseringskanalens inloppsledning 5 är anordnad på ramen 1 under schaberhàllaren 2, medan retur- ledningen 6 är anordnad på den övre innerytan av ramen ll intill inloppsledningen 5. Kompenseringskanalerna är an- ordnade på de övriga hörnen av triangeln, som bildas av den triangulära làdsektionsramen ll så att inloppsled- ningen 7, 9 är anordnad på ena sidoväggen av den spetsiga 510 568 lO 15 20 25 30 35 6 vinkeln, medan returledningen 8, 9 är anordnad pà den mot- satta sidoväggen för varje vinkel. Inloppsledningarna är anslutna till respektive returledningar vid änden av den schaberuppbärande balken. Vätska cirkuleras i ledningarna 5-10 och inträder i ramen 11 via inloppsledningen 5, 7, 9 och utträder genom returledningen 6, 8, 10. Ledningarna 5-10 sträcker sig över den schaberuppbärande balkens hela längd.

Fig 2 àskàdliggör schematiskt ett system, som är lämpligt för cirkulering av vätskan i ramens ledningar 5-10. vätskan pumpas in i inloppsledningarna 5, 7, 9 me- delst pumpar 15, som är anslutna till inloppsrör 13 i sys- temet. vätskan utträder genom returledningarna 6, 8, 10 via returrör 14 till värmeväxlare 16, som är försedda med anordningar för kylning och upphettning av vätskan. Varje kanal har en separat värmeväxlare 16 och ett cirkulations- system 13-15. Följaktligen kan temperaturerna för vätske- flöden, varandra. som cirkulerar i kanalerna, inställas oberoende av Vätsketemperaturen i stabiliseringskanalen 5 belägen under schaberhållaren 2 inställes pà en konstant nivà, som exempelvis kan vara omgivande temperatur. Ändringar i vätsketemperaturer för de cirkulerande flödena i kompense- ringskanalerna 6-10 inducerar ändringar i temperaturför- delningen i balkens tvärsektionsplan. Pà detta sätt kan en kompenseringskanal styra avböjning i en enda riktning, och om antalet kompenseringskanaler är två, såsom i den be- skrivna utföringsformen, gör temperaturreglering av den vätska, som cirkulerar i kompenseringskanalerna, det möj- ligt att kompensera avvikelser i två separata riktningar, varvid den kombinerade effekten resulterar i fullständig uträtning av den schaberuppbärande balken.

Pà basis av placeringen av kompenseringskanalerna 7-10, geometrin för den schaberuppbärande balken och ma- terialtjocklekarna är det möjligt att fastställa de mat- risekvationer, som definierar förhållandena mellan för- skjutningar och temperaturändringar under användning av konventionella analysteorier. 10 15 20 25 30 35 510 368 7 f F- x1 ixn K12 'r11 y1 x21 x22 'r21 I ovannämnda matrisekvation är koefficienterna K kon- stanta, vilka kan inställas på önskade värden i balkkon- struktionen genom ändring av balkens form, materialtjock- lekar och placering av kompenseringskanalerna. Koeffi- cinterna K inställes med fördel så att Kl2 och K22 är så nära noll som möjligt, varigenom förskjutningarna x och y är huvudsakligen ortogonala i förhållande till varandra.

Därvid blir den styralgoritm, som krävs för bestämning av balkavböjningen som en följd av temperaturändringar så enkel som möjligt. Vidare, eftersom förhållandet mellan de inducerade förflyttningarna och temperaturändringar är linjärt är formuleringen av styralgoritmen okomplicerad.

Koefficienterna K definierar även riktningen av förskjut- ningar med avseende på schaberns 1 böjningscentrum och den schaberuppbärande balken, varför för styralgoritmen det är tillräckligt att känna riktningen för förskjutning orsakad av en temperaturändring i var och en av kanalerna, var- igenom avböjningen av balken kan bestämmas antingen genom en direkt mätning av balkförflyttningen eller indirekt ut- gående från bestrykningsviktprofilen för att inducera en önskad förflyttning med hjälp av en återkopplingsslinga, som styr temperaturerna för cirkulation av vätska i kom- penseringskanalerna. Eftersom balkavböjningen primärt or- sakas av balkens egen vikt och den påförda schaberbelast- ningen kan de kompenserande förflyttningarna åstadkommas genom riktig utformning av balkdimensionerna och place- ringen av kompenseringskanalerna för att verka pà ett motsatt kompenserande sätt i förhållande till de förflytt- ningar, som orsakas av avböjningen.

Avböjningen av den schaberuppbärande balken är typisk inom intervallet 0,1-0,2 mm/m. Följaktligen uppgår för- skjutningen av en 10 m balk vid sitt mittparti till i all- mänhet mindre än 2 mm. För att kompensera en sådan avböj- 510 10 15 20 25 30 35 368 8 ning erfordras temperaturändringar av storleksordningen ungefär lO°K. Temperaturändringarna är lätt att àstadkomma med hjälp av det cirkulerande vätskeflödet. Massflödeshas- tigheten för vätskan behöver icke vara hög, och upphett- ning/kylning av vätskan kan lätta àstadkommas medelst kom- mersiellt tillgänglig utrustning.

Uppfinningen är icke begränsad till de ovan beskrivna utföringsformerna. Antalet kompenseringskanaler kan varie- ras om sà är nödvändigt. Varje kompenseringskanal tjänar till styrningen av en enda förskjutningskomponent i rikt- ningen för balkens tvärsektionsplan, och på motsvarande sätt, erbjuder ett större antal kanaler kompensering av ytterligare en förskjutningskomponent per kanal. Ett för- delaktigt antal kompenseringskanaler är två,,eftersom detta är tillräckligt för kompensering av samtliga av- böjningar i balkens tvärsektionsplan medelst den kombine- rade styreffekten av två förskjutningar. Formen och kon- struktionen av den schaberuppbärande balken och läget och strukturen för de värmeöverförande kanalerna kan fritt varieras; endast stabiliseringskanalen 5, 6 måste anordnas nära schaberhàllaren 2 för att hålla dess temperatur kon- stant. Kanalerna 5-10 kan naturligtvis uppvisa en ens- riktad ledningsstruktur, varigenom vätska inträder i bal- ken fràn ena änden och utträder vid den motsatta änden av balken. Kanalerna 5-10 behöver icke sträcka sig utmed bal- kens hela längd, utan i stället kan de anordnas vid öns- kade ställen utmed balkens längd, eller alternativt, kan ett större antal kanaler användas parallellt och utmed balkens längd.

Olika slags vätskor och gaser är möjliga som värme- överföringsmedium. Värmeöverföringskanalerna 5-10 kan även ersättas av exempelvis elektriska värmeelement, infrara- diatorer eller andra upphettningsanordningar, varigenom temperaturkompenseringen av balken vid schaberhållaren àstadkommes genom att anordna en önskad typ av värmeele- ment nära intill schaberhàllaren och därefter upphetta den schaberuppbärande balken vid schaberhàllaren till en sta- biliserad temperatur överskridande omgivande temperatur. I 10 15 20 25 30 35 510 368 9 detta fall medger ingàngseffektstyrningen av värmeelemen- ten, som används för kompensering, inställningen av tem- peraturer vid de ställen, som skall avböjningskompenseras till ett högre eller lägre värde med avseende pá den sta- biliserade temperaturen, varvid således uppnås en liknande styrning som används vid den ovan beskrivna, som exempel valda utföringsformen. Naturligtvis kan den schaberupp- bärande balken och dess kompenseringselement utformas och placeras så att en tillräcklig grad av kompensering uppnås enbart genom upphettning av balken vid kompenseringsstäl- lena.

Naturligtvis kan värmeöverföringskanalerna och värme- överföringselementen anordnas pà utsidan av ramen ll, eller alternativt kan de fästas vid ramen pa nàgot annat lämpligt ställe. Om strålningsupphettningselement används som upphettningsorgan kan de anordnas nära balken på lämp- ligt avstånd därifrån.

Styrningen av kompenseringssystemet kan genomföras med hjälp av en automatisk styrslinga, som inställer bal- kens rakhet pà basis av direkta förskjutningsmätningar eller bestrykningsviktprofilen eller alternativt kan be- strykningsanordningens operatör genomföra en manuell styr- ning av balkens rakhet. Om så är önskvärt kan böjningen av schaberklingan justeras med hjälp av den beskrivna anord- ningen till ett värde, som skiljer sig från noll.

Claims (9)

510 sas i 10 15 20 25 30 35 (0 PATENTKRAV

1. Förfarande för böjkompensering av en schaberuppbärande balk, vid vilket kompenseringen av balkens böjning uppnås genom att inducera minst en temperaturpåkänningskomponent på balken, varvid nämnda påkänning i balken orsakar en huvudsakligen motsatt förskjutning av balkens böjning, k ä n n e t e c k n a t av att - temperaturen för balkens ram (11) hålles konstant i den del av balken, till vilken schaberhållaren (2) är fäst, och - temperaturen för ramen (11) ändras åtminstone på ett ställe av ramen (11) med avseende på nämnda stabiliserade, konstanta temperatur så att den på- känning, som orsakas av temperaturskillnaden i bal- ken inducerar en förflyttning, som är motsatt bal- kens böjning.

2. Förfarande enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k - n a t av att temperaturen för balkens ram (11) ändras på minst två ställen av ramen (ll) så att de genom värmespän- ningarna inducerade försjutningarna verkar i olika rikt- ningar, varigenom de kompenserar balkens avböjning i två riktningar.

3. Förfarande enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k - n a t av att den temperatur, som inducerar den kompense- rande förskjutningen inställes på ett riktigt värde genom uppmätning av balkens avböjning på åtminstone ett ställe och därefter temperaturen ändras på basis av det så er- hållna mätresultat tills balkens böjning ändras till ett önskvärt värde, företrädesvis noll.

4. Förfarande enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k - n a t av att den temperatur, som inducerar den kompense- rande förskjutningen, inställes på ett riktigt värde på basis av bestrykningstjockleksprofilen för den material- 10 15 20 25 30 35 510 368 11 bana, som utträder ur schabern, tills en jämn bestryknings- tjocklekprofil uppnås.

5. Böjkompenserad schaberuppbärande balk omfattande - en ram (11) - en schaberhållare (2) med en schaberklinga (1) fäst vid ramen (ll), och - vid ramen (11) anordnade värmeöverföringsdon (5 - 10), k ä n n e t e c k n a d av - minst ett första värmeöverförin selement (5, 6) anordnat i närheten av schaberhålltren (2), varvid elementet har förmåga att bibehålla en konstant temperatur i ramen (11) i närheten av schaberhålla- ren (2), och - minst ett andra värmeöverföringselement (7-10), medelst vilket ramens (ll) temperatur kan ändras vid stället för nämnda överföringselement i förhållande till temperaturen av det första värmeöverföringsele- mentet.

6. Balk enligt patentkravet 5, k ä n n e t e c k n a d av två värmeöverföringselement (7, 8 och 9, 10), som har för- måga att ändra temperaturen för nämnda ram (ll) vid området för nämnda värmeöverföringselement (7-10).

7. Balk enligt patentkravet 5, k ä n n e t e c k n a d av att värmeöverföringselementen (5-10) är kanaler anordnade i nämnda ram (11) av balken, genom vilka överföring av ett värmeöverföringsmedium är möjlig.

8. Balk enligt patentkravet 5, k ä n n e t e c k n a d av att värmeöverföringselementen (5-10) utgöres av elektriska värmeelement. 510 368 12

9. Balk enligt patentkravet 5, k ä n n e t e c k n a d av att värmeöverföringselementen (5-10) utgöres av upphett- ningsorgan av stråltyp, exempelvis infraradiatorer.