FI72766C - Utbredningsvals eller motsvarande foer vaevnaden i en pappersmaskin samt foerfarande foer framstaellning av denna. - Google Patents

Description

72766 1 Paperikoneen kudoksen levitystela tai vastaava sekä menetelmä sen valmistamiseksi Utbredningsvals eller motsvarande för vävnaden i en pappersmaskin samt förfarande för 5 framstäiIning av denna

Keksinnön kohteena on paperikoneen kudoksen kuten viiran tai huovan keskel-10 tä tuettu levitystela, joka käsittää sisäputken ja sen päälle väliosalla liitetyn ulkoputken, joka väliosa on olennaisesti symmetrinen telan poikittaisen keskitason suhteen ja jotka sisäputki ja ulkoputki ovat telan ollessa taipumattomassa tilassa olennaisesti koaksiaaliset ja joiden putkiosien välissä on väliosan molemmin puolin rengasmaiset välitilat, jotka on rcitoi-15 tetcu niin, että ne sallivat sisäputken ja ulkoputken taipumisen toisiinsa nähden mainitun telan yli kulkevaa kudosta kiristettäessä ja jonka sisäputken ulkopäihin on sovitettavissa päädyt ja akselitapit, joiden välityksellä tela on laakeroitavissa pyöriväksi.

20 Lisäksi keksinnön kohteena on menetelmä keksinnön mukaisen ievitystelan valmistamiseksi.

Paperikoneessa tarpeelliset kudokset, kuten viirat ja huovat pingotetaan telojen varaan kulloisenkin tilanteen vaatimalla kireydellä. Tähän kirey-25 teen vaikuttaa mm. käytetyllä telalla kudokseen siirretty käyttöteho.

Kireyden vaikutuksesta telat taipuvat aiheuttaen haittoja kudosten käyttäytymiselle koneessa. Ensiksikin kudokset pyrkivät kulkeutumaan laidoista kohden koneen keskustaa mennen "rynkkyyn" ja tuhoutuen nopeasti. Luonnollisestikin paperin valmistukseen tällöin aiheutuu seisokki. Toisena hait-30 tana on telojen taipumasta johtuva kudossilmukan pituusero koneen keskellä reunoihin verrattuna. Tästä on seurauksena myös edellä kuvattu rynkky-taipumus sekä kudosten haitallinen kuluminen niiden joutuessa liukumaan telojen yli pituuseron vuoksi. Ongelman eliminoimiseksi on käytetty ns. levittäviä teloja tai erillisiä kaarevia teloja (Mont Hope). Levittävät 35 telat on valmistettu teräksestä, jonka tunnetusti suuresta kimmomodulis-ta johtuen yhden telan levityskyky on vähäinen ja siksi niitä eräissä sovellutuksissa tarvitaan useita.

2 72766 1 Ennestään tunnetut keskeltä tuetut levittävät telat käsittävät ympyrä-sylinterimäisen teräksisen sisäputken ja sen päälle koaksiaalisesti esim. kutistusliitoksilla kiinnitetyn terästä olevan ulkoputken, jotka putket ovat telan keskitasoon nähden symmetrisesti liitetty toisiinsa. Mainitun 5 sisäputken päissä on päätylaippa ja niihin kiinnitetyt akselitapit. Mainitun telan sisä- ja ulkovaipan välissä niiden keskialueella käytetään kutis-tusliitosta. Tämän liitoksen ja vastaavien muiden kutistusliitosten teko on osoittautunut hankalaksi ja kalliiksi. Lisäksi epäkohtana mainituissa kutistusliitoksissa on se, että sisäputki pyrkii murtumaan liitoksen reuna-10 alueen kohdalta. Tämän aiheuttaa suurelta osalta värähtelykuluminen ja väsyraismurtuminen, joka lähtee liikkeelle mainituilta kutistusliitosten reuna-alueilta. Mainitun kutistusliitoksen teko on kallista etenkin siksi, että telan ulkoputken hankalasti luoksepäästävä sisäpinta joudutaan koneistamaan varsin tarkkoihin mittoihin.

15

Ennestään tunnetuilla edellä selostetuilla metallista valmistetuilla le-vitysteloilla on epäkohtana myös se, että telat tulevat varsin painaviksi, mikä aiheuttaa mm. haitallista taipumaa ja niiden levitysefektissä on toivomisen varaa. Kyseisten painavien telojen kantileveeraus tuottaa usein 20 ongelmia sijoitettaessa näitä teloja vanhoihin paperikoneisiin niiden uusinnan yhteydessä.

Tyypillisen ennestään tunnetun teräksestä kutistusliitoksin valmistettu levitystelan pituus L = 9450 mm, ulkohalkaisija Du = 1010 mm, jolloin 25 telan kaksoivaipan paino muodostuu niinkin suureksi kuin n. 13 000 kg.

Keksintöön liittyvän tekniikan tason osalta todetaan vielä, että esim. lasikuidulla vahvistetusta lujitemuovista valmistetut paperikoneen telat ovat ennestään tunnettuja esim. viiranjohtoteloina. Lasikuitupäällystet-30 tä käytetään kuitenkin yksinomaan korroosiosuojana eikä telan rakenteellisena osana.

Esillä olevan keksinnön päätarkoituksena on edellä ilmenneiden epäkoheien välttäminen ja entistä kevyemmän ja joustavamman ja sitä kautta paremman 35 levitysefektin omaavan telan aikaasaaminen.

Esillä olevan keksinnön lisätarkoituksena on aikaansaada kyseinen keskeltä 3 72766 1 tuettu tela, joka on ennestään tunnettuja kokonaan tai osittain metallista valmistettuja teloja vähemmän korroosiolle altis.

Keksinnön lisätarkoituksena on aikaansaada sellainen keskeltä tuettu tela, 5 joka on entisiä kestävämpi värähtelykulumista ja väsymysmurtumia vastaan.

Esillä olevan keksinnön lisätarkoituksena on saada aikaan sellainen kyseinen tela, jossa telan värähtelyominaisuudet eivät rajoita telan mitoitusta, jotta se saadaan riittävän taipuisaksi telan levitysefektiä silmällä 10 pitäen.

Edellä esitettyihin myöhemmin selviäviin päämääriin pääsemiseksi keksinnön mukaiselle keskeltä tuetulle levitystelalle on pääasiallisesti tunnusomaista se, että mainitun telan kaksoisvaippa väliosineen on koostettu yhtä 15 olennaisesti yhtenäistä kappaletta olevaksi lujitemuovikappaleeksi, jossa mainitut ulkoputken ja sisäputken osat liittyvät saumattomasti mainittuun väliosaan.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle kyseisen levitystelan valmistamiseksi 20 on pääasiallisesti tunnusomaista se, että menetelmä käsittää seuraavat vaiheet: • (a) pyörähdyskappaleen muotoisen keernan päälle kiedotaan lujitekuitua, sopivimmin hiilikuitua, joka on juoksevalla muovimateriaalilla, sopivim-: 25 min epoksilla, kyllästetty tai jonka yhteyteen syötetään mainittua muo- . vimateriaalia, (b) kun edellisessä vaiheessa on saatu tehdyksi telan kaksoisvaipan sisäputken ulkohalkaisijaa vastaava aihio, sijoitetaan mainitulle aihiolle 30 sylinterimäiset välikeernakappaleet, jotka vastaavat valmistettavan telan sisä- ja ulkoputkien välitilojen mittoja ja muotoja, ja (c) mainittujen välikeernakappaleiden sisäpäiden väliin kasvatetaan väli- - osaa ja samassa yhteydessä tai en. vaiheen jälkeen mainittujen välikeerna- : 35 kappaleiden päälle tehdään ulkoputkiosat.

Kun keksinnön mukainen levitystela tai vastaava valmistetaan esim. hiili- a 72766 1 kuidulla vahvistetusta epoksista niin että sen sisäputki, ulkoputki ja näitä yhdistävä telan keskellä oleva väliosa ovat "yhtä puuta", on tela mitoitettavissa niin, että sillä on riittävän suuruinen levitvsefekti eli telan ulkovaipan taipuma. Täten on valmistettavissa esim. sellainen 5 tela, jonka L = 9450 mm Du = 820 mm, w < 1400 m/min (max). Tämän hiili- sali — kuituvahvisteisen lujitemuovitelan kaksoisvaipan painoksi tulee vain n.

800 kg, siis yli kertaluokkaa pienempi kuin ennestään tunnettujen metallista valmistettujen vastaavien levitystelojen kaksoisvaipan paino.

10 Reuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisen piirustuksen kuvioissa esitettyihin keksinnön eräisiin sovellutusesimerk-keihin, joiden yksityiskohtiin keksintöä ei ole rajoitettu.

Kuvio 1 esittää keskeistä aksiaalileikkausta keksinnön mukaisesta eräästä 15 levitvstelasta.

Kuvio 2 esittää leikkausta II-II kuviossa 1.

Kuvio 3 esittää aksonometrisenä kuvantona laitetta, jolla keksinnön mukai-20 nen menetelmä voidaan toteuttaa ja keksinnön mukainen levitystela valmistaa .

Kuviossa 1 esitetty eräs keksinnön mukainen levitystela 10 käsittää kaksi taipumattomassa tilassa koaksiaalista putkiosaa 12a,12b ja 13a,13b, jotka 25 ovat rengasmaisten välitilojen 14a,14b toisistaan erottamat. Mainitut putkiosat 12.a, 12b ja 13a, 13b ovat telan 10 keskeltä, siis telan keskitasoon K-K nähden symmetrisesti väliosan 11 toisiinsa liittämiä.

Keksinnön mukaisesti sisäputki 12a,12b, väliosa 11 ja ulkoputki 13a,13b 30 ovat yhtä integroitua kappaletta, joka on valmistettu lujitemuovista, sopivimmin hiilikuiduilla vahvistetusta epoksista. Lisäksi tarvittaessa ulkoputken 13a,13b päälle on tehty pinnoitus 10' niin, että telalle 10 saadaan käyttötarkoitukseen sopivat pintaominaisuudet. Mainittu pinnoitus 10' ei kuitenkaan olennaisesti vaikuta telan 10 varsinaiseen mekaaniseen 35 rakenteeseen ja käyttäytymiseen.

Sisäputken 12a, 12b molempiin päihin on kiinnitetty liitoksin 18a, 18b pää- 5 72766 1 tylaipat 16a,16b, joissa on akselitapit 17a,17b, joiden kautta tela 10 on laakeroitavissa. Välitilat 14a,14b on suljettu elastista materiaalia olevin päätyrenkain 19a,19b niin, että epäpuhtaudet eivät pääse mainittuihin välitiloihin 14a,14b.

5

Kun kuviossa 1 esitetyn telan 10 yli johdetaan paperikoneen kudos kuten viira tai huopa, joka kiristetään, niin se aiheuttaa telan 10 pituudelle jakautuvan kuormituksen (vastavoimat F kuviossa 1). Tällöin tela 10 taipuu niin, että sen sisäputki 12a,12b taipuu keskikohdaltaan eniten kudok-10 sen kiristysvoimien aiheuttaman kuormituksen suuntaan. Sisäputki 12a, 12b tukee väliosan 11 kautta ulkoputkea 13a,13b, joka taipuu päistään eniten kudoksen kiristysvoimien suuntaan. Näin taipuneella ulkovaipalla 13a,13b on telan 10 yli johdettua kudosta (ei esitetty) levittävä vaikutus ja samalla kudossilmukan keski- ja reunaosien pituuseroja tasaava vaikutus, 15 mikä tarkoittaa sitä, että telalla 10 saadaan aikaan kudossilmukan kiristys j ännityksen jakautuminen olennaisesti tasaisesti kudossilmukan poikki-suunnassa.

Kuviossa 1 esitetyn telan ulkovaipan osat 13a ja 13b käyttäytyvät olennai-20 sesti tasaisesti kuormitetun ulokepalkin tavoin. Tällöin ulkovaipan kriittisiksi alueiksi muodostuvat sisä- ja ulkovaipan yhtymäalueet 15a ja 15b, siis väliosan 11 reuna-alueet, joiden muotoiluun ja vahvistukseen esim. hiilikuitujen tai vastaavien lujitekuitujen suuntaukseen ja jakautumaan on kiinnitettävä erityistä huomiota.

25

Kuviossa 3 on esitetty eräs laite, jolla keksinnön mukainen tela 10 voidaan valmistaa tämän keksinnön mukaisella menetelmällä. Laitteeseen kuuluvat laakerijalustat 31a ja 31b, joiden väliin tela-aihio 10A sovitetaan pyöritettäväksi. Laitteeseen 30 kuuluu juoksevan lujitemuovin ja vahvistus-30 kuitujen syöttölaitteet, jotka käsittävät johteeseen 33 sovitetun poikkipalkin 32, jonka tela-aihion 10A puoleisessa päässä on ohjauskappale 37, joiden kautta lujitemuovilla kyllästetty lujitekuitukimppu F1 kiedotaan valmistuvan tela-aihion 10A päälle. Siirtämällä palkkia 32 johteessaan 33 voidaan ohjauskappaletta 37 säätää tela-aihion 10A säteen suunnassa 35 Y. Johde 33 on liitetty kelkkaan 35, joka on järjestetty liikkuvaksi johteessa 36 niin, että ohjauskappaletta 37 voidaan siirtää suunnassa X siis tela-aihion 10 aksiaalisuunnassa. Palkin 32 ulkopäässä on laitteet 34, joista esim. epoksilla kyllästettyä kuitukimppua syötetä;in ohjauskappa- 6 72766 1 leeseen 37, joka voidaan järjestää akselinsa ympäri pyöritettäväksi.

Keksinnön mukaisen telan 10 valmistus kuviossa 3 esitetyllä laitteella 30 ja keksinnön mukaisella menetelmällä aloitetaan siten, että jalustojen 5 31a ja 31b väliin akselitapein 38a ja 38b järjestetyn keskikeernan 40 (halkaisija D^) päälle aletaan syöttää lujitekuitukimppua F1 tai -mattoa ja nestemäistä muovia esim. epoksia niin, että muodostuu sisäputki 12a, 12b sekä väliosan 11 sisäosuus. Kun sisaputket 12a ja 12b on saatu valmiiksi halkaisijaan D^, sijoitetaan sisäputkien 12a, 12b päälle rengasmaiset keer-10 nat, jotka vastaavat välitilojen 14a ja 14b muotoa ja kokoa, eli niiden sisähalkaisija on ja ulkohalkaisija (kuvio 2) . Tämän jälkeen jatketaan tela-aihiota 10Λ pyörittäen väliosan 11 säteen kasvatusta esim. ulko-putken 13a, 13b sisähalkaisijaan D2 saakka, minkä jälkeen laminointiprosessi levitetään mainittujen keernojen 21a ja 21b päälle ulkoputken 13a ja 13b 15 muodostamiseksi. Lujitekuitukimpun F1 tai -maton kietomista ja epoksin syöttämistä jatketaan suunnassa X traversoiden siihen saakka, kunnes saadaan tarpeellinen ulkoputken 13a, 13b ulkohalkaisija Dj. Tämän jälkeen kiinnitetään telapäädyt 17a ja 17b liitoksin 18a,18b ja ulkoputken 13a ulkopinta tarvittaessa työstetään ja varustetaan päällysteellä 10', jos 20 sitä käytetään.

Esimerkki keksinnön mukaisesta levitystelasta: Levitystela valmistetaan hiilikuituvahvisteisesta epoksista niin, että telan ulkohalkaisija 25 Du = 820 mm, L = 9450 mm,

Lq * 3500 mm, 30 D2 = 800 mm, D^ «= 790 mm, 35 D. = 770 mm.

4

Em. mitat omaavan hiilikuituvahvisteisen epoksitelan kaksoisvaipan paino 7 72766 1 tulee olemaan n. 800 kg.

Viiran tai huovan kuormittaessa telaa 10 taipuvat ulkoputken osat 13a ja 13b keskitasoon K-K nähden symmetrisesti olennaisesti tasaisesti kuormite-5 tun ulokepalkin tapaan. Tällöin väliosan 11 päätyjen 15a ja 15b kohta tulee kriittiseksi. Mainitut päädyt 15a ja 15b on sopivimmin pyöristetty ja niistä alkaen ulkoputken 13a ja 13b seinämävahvuus sopivimir.in portaattomasti pienenee telan 10 päätyihin päin mentäessä.

10 Kun tunnetaan kudossilmukka, sen pituus, koneen leveys, telojen konstruktiot ja geometriset asemat, voidaan analyyttisesti laskea levitystarve niin, että kudoksen rasitukset ja kuluminen minimoituvat.

Laskentatuloksen perusteella voidaan valita juuri sellainen mitta Lq, 15 että levitystelan taipuma on halutun suuruinen. Näin siis mitta LQ riippuu monesta parametrista ja on yksilöllinen kutakin kudossilmukkaa varten.

Ulkoputken 13a,13b taipumaviivan muotoa ja samalla levitysvaikutusta voidaan osittain säätää väliosan 11 pituuden Lq valinnalla. Edullisesti kak-20 soisvaipan pituuden L suhde väliosan 11 pituuteen Lq on alueella L/Lq = 2...10, sopivimmin L/Lq * 4...6.

Seuraavassa esitetään patenttivaatimukset, joiden määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa keksinnön eri yksityiskohdat voivat vaihdella 25 ja poiketa edellä vain esimerkinomaisesti selostetuista.

30 35

Claims (10)

1. Paperikoneen kudoksen kuten viiran tai huovan keskeltä tuettu levitys-tela (10), joka käsittää sisäputken (12a,12b) ja sen päälle väliosalla 5 (11) liitetyn ulkoputken (13a, 13b), joka väliosa (11) on olennaisesti symmetrinän telan (10) poikittaisen keskitason (K-K) suhteen ja jotka sisäputki ja ulkoputki (12a,12b,13a,13b) ovat telan ollessa taipumattomassa tilassa olennaisesti koaksiaaliset ja joiden putkiosien välissä on väliosan (11) molemmin puolin rengasmaiset välitilat (14a,14b), jotka on 10 mitoitettu niin, että ne sallivat sisäputken ja ulkoputken taipumisen toisiinsa nähden mainitun telan (10) yli kulkevaa kudosta kiristettäessä (F) ja jonka sisäputken (12a ja 12b) ulkopäihin on sovitettavissa päädyt (16a,16b) ja akselitapit (17a,17b), joiden välityksellä tela (10) on laakeroitavissa pyöriväksi, tunnettu siitä, että mainitun telan (10) 15 kaksoisvaippa väliosineen (11) on koostettu yhtä olennaisesti yhtenäistä kappaletta olevaksi lujitemuovikappaleeksi, jossa mainitut ulkoputken (13a,13b) ja sisäputken (12a,12b) osat liittyvät saumattomasti mainittuun väliosaan (11).

1 Patenttivaatimukset

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen levitystela, tunnettu siitä, että levitystelan (10) kaksoisvaippa väliosineen (11) on valmistettu hii-likuituvahvisteisestä lujitemuovista.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 25 että muovimateriaalina käytetään epoksia tai vastaavaa.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen levitystela, tunnettu siitä, että telan pituuden (L) suhde väliosan pituuteen (Lq) L/Lq = 2...10, sopiviramin L/Lq * 4...6. 30

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen levitystela, tunnettu siitä, että mainitun väliosan (11) päädyt (15a,15b), joissa sisäputken (12a,12b) ulkopinta yhtyy ulkoputken (13a,13b) sisäpintaan, on pyöristetty.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen levitystela, tunnet tu siitä, että mainitun ulkoputken (13a,13b) ja sisäputken (12a,12b) väliosan (11) päädyistä (15a,15b) alkaen ulospäin mentäessä ulkoputkiosien (13a, L3b) 9 72766 1 seinämävahvuudet kasvavat, sopivimmin portaattomasti.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukaisen levitystelan tai vastaavan valmistusmenetelmä, tunnettu siitä, että menetelmä käsittää seu- 5 raavat vaiheet: (a) pyörähdyskappaleen muotoisen keernan (AO) päälle kiedotaan lujite-kuitua, sopivimmin hiilikuitua, joka on juoksevalla muovimateriaalilla, sopivimmin epoksilla, kyllästetty tai jonka yhteyteen syötetään mainittua 10 muovimateriaalia, (b) kun edellisessä vaiheessa on saatu tehdyksi telan (10) kaksoivaipan sisäputken (12a,12b) ulkohalkaisijaa (D^) vastaava aihio, sijoitetaan mainitulle aihiolle sylinterimäiset välikeernakappaleet (21a,21b), jotka 15 vastaavat valmistettavan telan (10) sisä- ja ulkoputkien välitilojen (14a,14b) mittoja ja muotoja, ja (c) mainittujen välikeernakappaleiden (21a,21b) sisäpäiden väliin kasvatetaan väliosaa (11) ja samassa yhteydessä tai em. vaiheen jälkeen mainit- 20 tujen välikeernakappaleiden (21a,21b) päälle tehdään ulkoputkiosat (13a,13b).

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainitun sisäputken (12a,12b) ulkopäihin liitetään telan (10) pääty- 25 laipat (16a,16b), joissa on tai joihin kiinnitetään telan (10) akselitapit (17a,17b).

8 72766

9. Patenttivaatimuksen 7 tai 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lujitemuovisen kaksoisvaipan, sopivimmin hiilikuituvahvisteisen epok- 30 sitelan, ulkopinta työstetään esim. hiotaan.

10. Jonkin patenttivaatimuksen 7,8 tai 9 mukainen menetelmä, tunnet-t u siltä, että mainitun lujitemuovisen kaksoisvaipan ulkoputken (13a,13b) ja väliosan (11) ulkopinta varustetaan päällysteellä (10'). 35 10 72766