FI117304B - Dynaamisen lujuuden testauslaite paperihylsyjä varten - Google Patents

Description

! 117304

Dynaamisen lujuuden testauslaite paperihylsyjä varten

Keksinnön ala

Kyseessä oleva keksintö liittyy laitteeseen ja menetelmään putkimaisen osan dynaamisen lujuuden määrittämiseksi, ja tarkemmin laitteeseen 5 ja menetelmään sentyyppisen, koekappaleena olevan paperihylsyn dynaamisen lujuuden määrittämiseksi, jota käytetään suurten rainamateriaalirutlien, esimerkiksi sellaisten kuin paperi ja filmi/kalvo tai vastaavien, käärimiseen.

Keksinnön tausta

Paperin valmistajat syöttävät yleensä paperia muuntokoneisiin hyl-10 syjen päälle käärittyjen suurten rullien muodossa, ja muuntokoneet viimeistelevät paperin sanomalehtipaperiksi, viikkolehden paperiksi ja muiksi tuotteiksi, jotka sitten myydään painajille sanomalehdiksi, viikkolehdiksi ja vastaaviksi painamista varten. Nykyisin yleisessä käytössä olevia syväpainatus- ja offset-painokoneita parannellaan jatkuvasti niiden nopeuden yhtä hyvin kuin niiden 15 leveyden kasvattamiseksi yritettäessä jatkuvasti parantaa suorituskykyä ja alentaa rullienvaihtotiheyttä. Näiden nopeampien ja ieveämpien painokoneiden asettamien tarpeiden tyydyttämiseksi paperin valmistajat tuottavat suurempia ja leveämpiä paperirullia.

Yleensä teollisuus haluaa paperin mieluummin kiedottuna paperi- ··.·. 20 hylsyjen päälle kuin muista materiaaleista, kuten teräksestä, valmistettujen hyl- [ .* syjen päälle. Niinpä paperihylsyihin kohdistuu yhä suurempia kuormituksia, *':f koska paperirullien kokoa kasvatetaan vastaamaan nopeampien ja leveäm- • · · **/// pien painokoneiden asettamia vaatimuksia. Kyseiset suuremmat kuormitukset . '···’ voivat johtaa paperihylsyn vioittumiseen, ellei sitä ole asianmukaisesti suunni- v : 25 teltu ja valmistettu.

• « « : Paperirulla tuetaan yleensä rullauskoneen päälle tai painokoneen sisälle IiukuIiitoksella toimivien tai levitettävien karojen muodostaman parin : avulla, jotka pistetään paperihylsyn kumpaankin päähän ja ne tarttuvat hylsyn sisäpintoihin. Karoja voidaan kääntää paperirullan kääntämiseksi tarpeen mu-. ^ 30 kaan käärimis- tai avaamistoiminnan aikana. Koska paperirullaa pyöritetään, dynaamista tai syklistä kuormitusta kohdistuu mille tahansa tietylle alueelle "···* paperi hylsyä, joka vaihtelee sen puristuksen, kun alue on hylsyn huipulla, ja :*·[: sen jännityksen välillä, kun hylsyä pyöritetään alueen tuomiseksi kohti hylsyn pohjaa. Hylsyn raskas syklinen kuormittaminen voi johtaa hylsyn lamininoinnin • · 1 aukeamisvikoihin, joko kerroksen sidoksen irtoamisen tai liimauksen vioittumi- 2 117304 sen kautta. Yleinen termi sellaisille vioille on dynaamisen lujuuden vioittuminen.

On yritetty kehittää testausvälineitä paperihylsyjen dynaamisen lujuuden määrittämiseksi. Esimerkiksi US-patentti nro 4 819 488, joka on myön-5 netty Morelille, paljastaa laitteen, jolla testataan kartonkiputkien lohkeavuutta. Välineeseen kuuluu pyörivästi asennettu kara, jossa on neljä kapeaa kiilaus-leukaa, jotka on sijoitettu yhtä etäälle toisistaan sen ulkokehälle leukojen ollessa levitettävissä ulospäin kääntämällä säätöruuvia. Koekappaleena oleva putki sovitetaan metalliholkin sisälle, jonka sisäläpimitta on vain hivenen suu-10 rempi kuin putken ulkoläpimitta metalliholkin tarkoituksena ollessa simuloida putken ympärille kääritty paperirulla. Hoikin ja näyteputken muodostama kokoonpano sijoitetaan karan yli ja säätöruuvia käytetään leukojen saamiseksi leviämään niin, että ne tarttuvat putken sisäpintaan putken seinän puristamiseksi leukojen ja metalliholkin väliin. Käyttöhihna asetetaan metalliholkin ulko-15 pinnan ympäri. Käyttöhihna vedetään hoikin ja vetopyörän väliin, joka on asennettu vetoakselille, joka on erillään ja yhdensuuntainen suhteessa karan kier-toakseiiin ja jota pyörivästi tukee tapissa kiertyvä runko. Vetopyörää pyörittää moottori. Niinpä metalliholkkia pyörittää käyttöhihna ja moottori, ja koekappa-leputkea puolestaan pyörittää metalliholkin kitkakosketus putken ulkopintaan. 20 Paineilmanostin kytketään pyöritettävään runkoon ja sitä voidaan käyttää rungon kiertoliikkeen aikaansaamiseksi karan kiertokselin ja vetoakselin kiertoak-V\: selin välisen etäisyyden muuttamiseksi, ja sillä tavalla jännityksen muuttami- : seksi käyttöhihnassa. Niinpä kuormitusta aiheuttaa putken päällä metalliholkin * * * . ··. sisäpinta, joka välittää sen päälle käyttöhihnan kohdistaman kuormituksen.

.*··. 25 Hihnan vaihtelevan jännityksen on tarkoitus simuloida putken päälle käärityn ly, paperirullan vaihtelevaa painoa.

• · ·

Morelin patentissa paljastettu testauslaite ei simuloi tarkasti sentyyppistä kuormitusta, joka kohdistuu paperihylsyyn varsinaisessa käytössä. Täsmällisemmin ilmaistuna voidaan osoittaa, että sovituksen vaihtelu koekap-30 paleen ulkopinnan ja metalliholkin sisäpinnan välillä vaikuttaa testaustuloksiin.

«·«

Koska valmistustoleranssit paperihylsyille voivat johtaa merkittäviin vaihteluihin : ulkoläpimitoissa, kyseinen herkkyys ulkoläpimitan suhteen edustaa merkittä- !~\ vää ongelmaa. Lisäksi paperihylsyt valmistetaan olennaisesti määrin eri nimel- lisulkomittoihin, ja siksi Morelin laite vaatii sen, että monta eri sisäläpimitan : V 35 omaavaa hoikkia pidetään käsillä testauskappaleen saamiseksi sopimaan yh-teen varsinaisen asianmukaisen läpimitan omaavan hoikin kanssa.

3 117304

Lisäksi metalliholkit ovat melko jäykkiä, ja voidaan osoittaa, että kyseinen jäykkyys lisää tukea testauskappaleelle, ja näin ollen muuttaa testaustuloksia ja tekee puutteiden havaitsemisen vaikeammaksi. Morelin välineeseen ei myöskään kuulu mitään keinoa sen kuormituksen, jonka vaihtelevan jänni-5 tyksen omaava hihna aiheuttaa testauskappaleeseen, tarkkaa mittaamista ja säätämistä varten. Lisäksi koekappaleen käyttäminen hoikin sisäpinnan kanssa tapahtuvan kitkakosketuksen avulla ei ole edustava otos tavasta, jolla pa-perihylsyä käytetään varsinaisessa käytössä. Vielä eräs ongelma Morelin laitteessa on se, että kara eroaa suuresti teollisuudessa käytetyistä karoista. Mo-10 relin karan kiilausleuat ovat melko kapeat, neljä leukaa yhdistettynä koskettaa vain noin 35 % testauskappaleen kehästä. Niinpä leukojen levittäminen voi tuhota paperia alueilla, joilla leuat koskettavat koekappaleen sisäpintaa. Lisäksi testauskappaleeseen kohdistuva kuormitus aiheuttaa keskittyneitä puristusvoimia koekappaleen siihen seinään, jolla leuat koskettavat sisäpintaa. Mo-15 lemmat näistä mekanismeista voivat merkittävästi muuttaa testaustuloksia tai jopa aiheuttaa koekappaleen vioittumisen ennen kuin testaus edes alkaa.

Keksinnön yhteenveto

Kyseessä oleva keksintö voittaa edellä mainitut haitat, jotka liittyvät aikaisempiin paperihylsyjen testausvälineisiin, tarjoamalla testauslaitteen ja 20 menetelmän, joissa koekappalepaperihylsyä tukee käyttöelementti, joka kyt- :\\ kee näytepaperihylsyn sisäpinnan ja jota pyöritetään moottorin avulla koekap- ! .·. paleen pyörimisen aikaansaamiseksi. Laitteeseen kuuluu vaihtelevan jännityk- # * * sen omaava hihnakokoonpano, jossa on päättymätön joustava hihna, joka on y,'.' osittain kääritty näytepaperihylsyn ulkopinnan ympäri, joka hihna koskettaa 25 suoraan koekappaletta. Vaihtelevan jännityksen omaavaan hihnakokoonpa- • * * noon kuuluu lisäksi käyttölaite, joka on sovitettu suuntaamaan jännitystä hih-v 5 naan kuormituksen jakamiseksi näytepä perihylsyyn kohtisuoraan paperi hylsyn akseliin nähden, ja simuloida siten paperihylsyn päälle käärityn paperia tai :.·[·* muuta materiaalia olevan rullan painoa. Laitetta säätelee ohjauslaite, joka 30 syöttää valvontasignaalin käyttölaitteeseen hihnaan kohdistuneen jännityksen : kontrolloimiseksi ajan funktiona. Niinpä paperihylsyn kokemia vaihtelevia kuor ii.j mituksia voidaan varsinaisen käytön aikana simuloida tarkasti. Joustava hihna, **:** joka on kosketuksissa näytepaperihylsyyn, simuloi hylsyn ympärille käärityn j*\: taipuvan paperin paremmin kuin aikaisemmassa testauslaitteessa käytetty me- 35 talliholkki. Lisäksi koekappaletta käytetään pyörivästi sisäpuolelta käyttöele-mentin avulla, aivan kuten varsinaisessa käytössä hylsyä käytetään puristi- 4 117304 messa sisäpuolelta, ja näin simuloidaan paremmin sentyyppisiä kuormituksia, joita hylsy kokee varsinaisessa käytössä.

Laitteeseen kuuluu mieluummin kuormitus ken no käyttölaitteen hihnaan kohdistaman varsinaisen voiman mittaamista varten. Kuormituskenno 5 syöttää lähtösignaalin ohjauslaitteeseen, ja ohjauslaite toimii takaisinkytkentä-piirissä varsinaisen voiman ajamiseksi kohti haluttua voimatasoa.

Käyttölaite on mieluummin pneumaattinen sylinteri. Servoventtiili syöttää paineistettua kaasua pneumaattiseen sylinteriin ja kytketään ohjauslaitteeseen, joka säätää servoventtiilin toimintaa takaisinkytkentäpiirin kautta, 10 jotta hihnaan kohdistuva varsinainen voima saadaan pidettyä olennaisesti halutulla voimatasolla.

Moottori on vaihtelevanopeuksinen moottori ja kytketty ohjauslaitteeseen, ja pyörivään käyttöelementtiin yhdistetty rajailmaisin antaa lähtösignaalin ohjauslaitteelle ilmaisten käyttöelementin kierrokset. Ohjauslaite on mie-15 luummin tietokonepohjainen ohjauslaite, kuten tietokone tai tietokone / PLC (programmable logic controller) -yhdistelmä. Ohjauslaite voidaan ohjelmoida käyttämään pneumaattista sylinteriä ja moottoria ennalta määritettyjen kuor-mitus-ja-nopeus-versus-aika-ohjelmien mukaisesti, jotta voidaan tarkasti simuloida paperihylsyn kokemaa ajallisesti vaihtelevaa kuormitusta ja nopeutta 20 varsinaisen käytön aikana.

Käyttöelementti, joka kytkee näytepaperihylsyn, on mieluummin pneumaattinen kiinnityslaite, jossa on ulospäin laajenevat läpät. Läpät voidaan • : levittää ulospäin tietyllä vaihteluvälillä, jotta ne pystyvät tarttumaan eri sisäläpi- . mitan omaaviin näytepaperihylsyihin. Lisäksi läppien näytepaperihylsyn sisä- .···. 25 pintaan kohdistama voima on valikoivasti vaihteltavissa vaihtelmaila pneu- * * lllm maahiseen kiinnityslaitteeseen syötettyä ilmanpainetta.

• · *

Piirustusten lyhyt kuvaus

Keksinnön lisätavoitteet, ominaisuudet ja edut ilmenevät seuraavas-ta, keksinnön spesifisen suoritusmuodon yksityiskohtaisesta selityksestä yh-30 dessä liitteenä olevien piirustusten kanssa, joissa: . X kuvio 1 on perspektiivikuva keksinnön periaatteiden mukaisesta testauslaitteesta; • * *·;·“ kuvio 2 on etupystykuva testauslaitteesta, joka on osittain hajotettu j’\: laitteen sisäyksityiskohtien esittämiseksi: :\i 35 kuvio 3 on vasemman sivun pystykuva testauslaitteesta, joka on osittain hajotettu laitteen sisäyksityiskohtien esittämiseksi; 5 117304 kuvio 4 on takapystykuva testauslaitteesta, joka on osittain hajotettu, jotta käyttömoottorin kytkentä käyttöakseliin näkyy; kuvio 5 on perspektiivikuva, jossa näkyy näytepaperihylsy, jota parhaillaan sijoitetaan ei-levitetyn pneumaattisen kiinnityslaitteen päälle; 5 kuvio 6 on samanlainen kuva kuin kuvio 5 esittäen mallipaperi- hylsyn paikallaan ei-levitetyn kiinnityslaitteen päällä; kuvio 7 on samanlainen kuva on kuin kuvio 6 esittäen kiinnityslait-teen levitettynä näytepaperihylsyn sisäpintaan tarttumiseksi; kuvio 8 on samanlainen kuva kuin kuvio 7 esittäen hihnan laitet-10 taessa sitä näytepaperihylsyn ympärille; kuvio 9 on samanlainen kuva kuin kuvio 8 esittäen hihnan jännitettynä kuormituksen kohdistamiseksi näytepaperihylsyyn; ja kuvio 10 on kaavioesitys ohjausjärjestelmästä, joka esittää kytkennät ohjauslaitteen ja anturien ja laitteen ohjattujen välineiden välillä.

15 Piirustusten yksityiskohtainen kuvaus

Kuviot 1 - 4 kuvaavat erilaisia näkymiä keksinnön periaatteiden mukaisesta testauslaitteesta 10. Laitteeseen 10 kuuluu runko tai alusta 12, joka antaa rakenteellista tukea laitteen eri osille. Moottori 14 (kuvio 4) asennetaan alustan 12 vaakasuoralle levylle 16 niin, että moottorin 14 tehonottoakseli 18 20 jatkuu vaakasuoraan kohti laitteen 10 takasivua. Tehonottoakselissa 18 on :v. käyttöpyörä 20 asennettuna sen päälle.

• « ] Käyttöakseli 22 (kuvio 3) on pyörivästi tuettu vaakasuoraan suun- taan yhdensuuntaisena ja erillään kohtisuoraan moottorin tehonottoakseli n 18 yläpuolella. Käyttöakseli 22 on tuettu suippojen rullalaakereiden 24 avulla, jot- • 25 ka on sisällytetty vaakasuoraan erillään olevien laakerien vaippojen 26 muo-5 d osta ma n parin sisälle, jotka vaipat on kiinnitetty alustan 12 vaakasuoraan • ·* 5 levyyn 28. Ajastinpyörä 30 on asennettu käyttöakselin 22 päälle yhdensuun taisena sen pään kanssa, joka on lähinnä laitteen 10 takasivua ajastinpyörän : 30 ollessa vaakasuoraan kohdistettu käyttöpyörän 20 kanssa. Ajastinhihna 32 30 on kierretty käyttöpyörän 20 ja ajastinpyörän 30 ympärillä. Niinpä käyttöakselia . \ 22 käyttää pyörivästi ajastinpyörä 30 ja ajastinhihna 32 hihnasta 32 käyttöpyö- rään 20 tapahtuvan kytkennän kautta. Ajastinpyörä 30 on edullisesti suurempi * * *”·* läpimitaltaan kuin käyttöpyörä 20, jotta se vaikuttaa nopeuden laskemiseen \\i moottorin tehonottoakselin 18 ja käyttöakselin 22 välillä, esimerkiksi noin 3:1 35 nopeuden laskun.

* * 6 117304 Käyttöakselin 22 vastakkainen pää, joka on lähinnä laitteen 10 etupuolta, tukee pneumaattista kiinnityslaitetta 34 (kuviot 1 ja 2). Pneumaattinen kiinnityslaite 34 on kiilattu tai muutoin kiinnitetty käyttöakseliin 22, niin että se pyörii käyttöakselin 22 kanssa.

5 Käyttöakseliin 22 kuuluu sisäinen väylä 42, joka kulkee keskeltä läpi koko akselin 22 pituudelta paineilman syöttämiseksi pneumaattiseen kiinnitystä itteeseen 34. Pneumaattinen pyörivä yksikkö 44 yhdistetään akselin 22 takapäähän ja on sovitettu kytkettäväksi sopivaan ilmansyöttöputkeen 45 ja syöttämään ilmaa putkesta 45 sisäiseen väylään 42.

10 Pneumaattiseen kiinnityslaitteeseen 34 kuuluu kolmen läpän 46 muodostama setti (kuviot 5 - 9), jotka ovat ulospäin levitettävissä säteensuun-taisessa liikkeessä tietyn vaihteluvälin mukautumaan koekappalehylsyn sisä-läpimitan vaihteluihin. Läpät 46 on muotoiltu yleensä ympyrän kaaren muotoisiksi ulkopinnoiltaan kunkin läpän ulottuessa noin 110 asteen kaareen niin, 15 että yhdessä läpät 46 koskettavat yli 90 % näytepaperihylsyn sisäpinnan kehästä. Läpät 46 ovat kytketty yhteen jousilla (ei näkyvissä), jotka auttavat jakamaan tasaisesti näytehylsyn päälle läppien 46 kohdistamia voimia.

Kuvio 5 esittää pneumaattista kiinnityslaitetta 34 esittäen näytepaperihylsyn 50 asennettaessa sitä kiinnityslaitteen 34 päälle. Kiinnityslaite 34 20 voidaan poistaa käyttöakselilta 22 (kuvio 3) ja vaihtaa samanlaisiksi muotoiltuihin kiinnityslaitteisiin, jotka on muotoiltu erikokoisille hylsyille. Niinpä voidaan testata suuri joukko eri kokoja. Edullista on se, että kiinnityslaitteen 34 läppiin • * . 46 kuuluu pitkittäisruoteet 47, jotka helpottavat näytehylsyyn 50 tarttumista sisäpuolelta niin, ettei hylsy 50 pyöriessä luiskahda suhteessa kiinnityslaittee- Λ Λ ..... 25 seen 34.

1\Ιλ Kuvio 6 esittää näytehylsyn 50 paikallaan kiinnityslaitteen 34 päällä läppien 46 ollessa ei-levitetyssä asennossa, ja kuvio 7 esittää läpät 46 ulos- • * » päin levitetyssä muodossa näytehylsyn 50 sisäpintaan tarttumista varten.

Kuormitusta kohdistaa näytepäperihylsyyn 50 päättymätön joustava 9 :.!.s 30 hihna 60, joka on osittain kääritty näytehylsyn 50 ulkopinnan ympäri ja köysi- O pyörän tai väkipyörän 62 ympäri (kuviot 2, 3 ja 9), jota voidaan liikuttaa vali- : !·. koivasti hihnaan 60 kohdistuneen jännityksen vaihtelemiseksi. Tarkemmin * · · pyörä 62 on asennettu alemman 64 akselin päälle, joka on pyörivästi tuettu vaippoihin 68 sisällytetyillä laakereilla 66, jotka on asennettu kohtisuoraan liu- M « : V 35 kuvan tukilevyn tai muutinlevyn 70 päälle. Muutinlevy 70 on tuettu kohti- !/·· suoraan kuormituskennoon 72 ja kiinnitetty siihen, joka kenno on yhdistetty 7 117304 pneumaattisen sylinterin 76 mäntään 74. Niinpä männän 74 laajentuessa kuormituskenno 72 ja muutinlevy 70 käännetään ylöspäin, mikä vähentää pneumaattisen kiinnityslaitteen 34 ja ala-akselin 64 akselien välistä etäisyyttä, ja niin pienenee jännitys hihnassa 60. Käänteisesti vedettäessä sisään mäntää 5 74 kuormituskenno 72 ja muutinlevy 70 käännetään alaspäin niin, että jännitys hihnassa 60 kasvaa. Muutinlevyn 70 kohtisuoraa liikettä ohjataan ohjaussy-linterin 78 avulla (kuvio 2), joka on asennettu kohtisuoraan alustaan 12 kiinnitetyn kiinnikeparin 80 avulla. Ohjaustanko tai laippa 82 kytkee ohjaussylinterin 78 ja on kiinnitetty muutinlevyyn 70. Ohjauslaippa 82 liukuu kohtisuoraan oh-10 jaussylinteriä 78 pitkin niin, että muutinlevyn 70 liike rajoittuu olemaan kohtisuorassa suunnassa.

Laitteeseen 10 kuuluu ohjausjärjestelmä, joka mahdollistaa hihnan 60 näytepaperihylsyyn kohdistaman kuormituksen tarkan säätelyn sopimaan yhteen mille tahansa halutulle voimatasolle, ja joka mahdollistaa myös voiman 15 vaihtelun ajan funktiona testin aikana. Näitä tarkoitusperiä varten ja viitaten kuvioon 10 pneumaattiseen sylinteriin 76 syötetään paineistettua kaasua, mieluummin ilmaa, sopivasta lähteestä säädettävän servoventtiilin 84 kautta. Lisäksi kuormituskenno 72 antaa lähtösignaalin tavanomaisen siltavirtapiirin kautta sen voiman funktiona, jota käytetään muutinlevyn 70 ja pneumaattisen 20 sylinterin 76 välillä. Kuormituskenno 72 nollataan staattisessa tilassa hihnaa 60 höllentämällä niin, että kuormituskennon 72 osoittama voima on yhtä suuri : v. kuin hihnan 60 näytepaperihylsyyn kohdistama voima.

| .·. Kuormituskennosta 72 tuleva lähtösignaali syötetään mikroproses- /[*. soripohjaiseen ohjauslaitteeseen 86, joka on myös kytketty ohjauslinjan 88 25 kautta servoventtiiliin 84. Ohjauslaite 86 on ohjelmoitavan loogiikkapiirin (PLC) ja henkilökohtaisen tietokoneen (PC) yhdistelmä, vaikka muuntyyppisiä mikro- « · * *;*/ prosessoripohjaisia ohjauslaitteita voitaisiin käyttää. Tavallisesti ohjauslaittee- 5-: : seen kuuluu keskusyksikkö (CPU) 90, muistiyksikkö 92, l/O-etäyksikkö (remote I/O rack) 94, näppäimistö 96 ja näyttö 98. Ohjauslaite 86 on ohjel-*·.·.: 30 moitu ohja u slog iikalla käyttämään servoventtiiliä 84 takaisinkytkentäpiirissä :[[[: pneumaattisen sylinterin 76 jakaman voiman säätelemiseksi noudattamaan • ]·, ennalta määritettyä, haluttua voimafunktiota, joka syötetään muistiyksikköön ]:l.j 92 koneenkäyttäjän näppäimistön 96 kautta.

*·;** Servoventtiili 84 on edullisesti säädetty antamaan nollapaine nolla- : 35 voltin syöttötehossa ja 5 baarin paine 10 voltin syöttötehossa. Servoventtiili 84 :[·.{ ei vaadi kalibrointia muuten kuin sen varmistamiseksi, että se antaa nollapai- 8 117304 neen nollassa voltissa, koska kuormituskennon 72 mittaamaa varsinaista kuormitusta verrataan jatkuvasti haluttuun kuormitukseen ja, jos se poikkeaa halutusta, syöttötehon jännitettä servoventtiiliin 84 säädetään varsinaisen kuormituksen ajamiseksi kohti haluttua kuormitusta.

5 Laite 10 sallii vaihtelevanopeuksisen moottorin 14 käytön. AC- muunnin 100 säätää moottoria 14, mikä mahdollistaa moottorin nopeuden vaihtelemisen, jotta kiinnityslaitteen nopeuksiin voidaan vaikuttaa noin 400 -1 000 rpm:ään (kierrokseen per minuutti). Rajailmaisin 102 (kuviot 3 ja 10), jotka on asennettu ulokkeen 104 kautta käyttöakselin 22 viereen, antaa kierto rosta kohti -lähtösignaalin ohjauslaitteeseen 86, jonka ohjauslaite 86 muuntaa akselin 22 kierroksiksi per minuutti ja näyttää näyttöruudulla 98.

Laitteeseen 10 kuuluu myös paineen muutin 106, joka antaa lähtö-signaalin pneumaattiseen kiinnityslaitteeseen 34 kohdistuneen paineen funktiona. Kiinnityslaitteeseen 34 kohdistettu paine on manuaalisesti säädettävissä 15 paineensäätimen 108 kautta. Kuitenkin paine mitataan muuttimen 106 avulla, ja se syötetään ohjauslaitteeseen 86 näkyäkseen näyttöyksikössä 98.

Laitetta 10 voidaan käyttää joko manuaalisesti tai automaattisesti. Testin aloittamiseksi koneenkäyttäjä avaa oven 110 (kuvio 1) päästäkseen pneumaattisen kiinnityslaitteen 34 ja hihnan 60 luo. Turvakytkin (ei näkyvissä) 20 estää moottorin 14 ja pneumaattisen sylinterin 76 toiminnan, silloin kun ovi on auki. Niinpä avattaessa ovi 110 hihna 60 on löysä, kuten väkipyörän 62 asento osoittaa katkoviivoin kuviossa 9. Koneenkäyttäjä asettaa näytepaperihylsyn 50 | l' pneumaattisen kiinnityslaitteen 34 päälle (kuviot 5 ja 6) ja sulkee oven 110 ja käyttää paineensäädintä 108 kiinnityslaitteen läppien levittämiseksi, jotta ne • * * 25 tarttuvat näytehylsyn sisäpintaan (kuvio 7). Kiinnityslaitteeseen 34 kohdistettu paine näkyy näyttöyksikössä 98, mikä mahdollistaa koneenkäyttäjän säätää v : paineensäädintä 108 ennalta määritellyn halutun paineen saavuttamiseksi.

'·*?'· Hihna 60 on kierretty näytehylsyn 50 yli ja väkipyörän 62 ympäri (kuviot 2 ja 9).

Koneenkäyttäjä käyttää näppäimistöä 96 valitakseen joko manuaa- : f; 30 iisen tai automaattisen toimintatavan. Automaattista toimintatapaa varten ko- .···· neenkäyttäjä syöttää halutun esikuormitusvoiman jaettavaksi hylsyyn 50, kiin- *\ nityslaitteen paineeseen, kiinnityslaitteen rpm:ään ja kuormitusarvoon tai suunnitelmaan (esimerkiksi kuormitus versus aika tai kuormituksen kasvun !...: arvo ajan suhteen). Esimerkiksi 15 kN:n esijännitys voidaan syöttää yhdessä "··· 35 kuormituksen nousuarvon 0,3 kN per sekunti kanssa niin, että aloitettaessa !*/: testiä kuormitus alkaa 15 kN:ssä ja nousu ylöspäin 0,3 kN per sekunnissa.

* * 9 117304

Ohjauslaite 86 helpottaa koneenkäyttäjää syöttämään tiedostoon tunnistettavaa tietoa testistä, esimerkiksi koekappaleen ID-numeron. Sitten koneenkäyttäjä sulkee oven, jonka jälkeen pneumaattinen sylinteri 76 esijännittää hihnan 60 koneenkäyttäjän ajaman esijännityksen mukaisesti.

5 Seuraavaksi koneenkäyttäjä painaa start-painiketta 112 (kuviot 1 ja 10) ja ohjauslaite 86 käyttää moottoria 14 ja pneumaattista sylinteriä 76 valitun nopeus- ja kuormitusarvon mukaisesti. Koneenkäyttäjä tarkastaa visuaalisesti näytehylsyn 50 vioittumisen varalta, ja kun vika havaitaan (joka yleensä ilmenee sekä näkö- että kuulohavainnoinnin kautta), hän painaa stop-painiketta 10 114. Saatuaan stop-signaalin stop-painikkeesta 114 ohjauslaite 86 pysäyttää moottorin 14 ja sulkee servoventtiilin 84 ja laskee vioittumiseen kuluneen ajan (sisäisen järjestelmäkellon avulla) kierrosten lukumäärän vioittumiseen ja kuormituksen vioittumisen tapahtuessa. Koneenkäyttäjän on helppo syöttää tiedostoon tiettyä tietoa vian tyypistä, esimerkiksi säteensuuntaisen etäisyyden 15 hylsyn 50 sisäläpimitasta vioittumiskohtaan, ja vian tyypin selityksen. Kaikki nämä lasketut ja syötetyt tiedot ja kootut tiedot (toisin sanoen kiinnityslaitteen paine, esijännityksen voima, kiinnityslaitteen rpm) ja tunnistettava tieto tallennetaan muistiin 92 ja näytetään näyttöyksikössä 98. Ohjausohjelmisto antaa koneenkäyttäjän myös viedä tietoa yleiseen tiedostomuotoon, jota voidaan 20 käyttää muiden taulukkolaskenta- tai tekstinkäsittelyohjelmien kanssa.

Manuaalisessa toimintatavassa voidaan suorittaa ei-standardeja testejä. Esimerkiksi hylsy voidaan kuormittaa esijännitys- tai kuormitusarvolla \ niin, että hylsy pidetään liikkumattomana (toisin sanoen ei pyörivässä liikkees- • » · sä) tai hihnajännitystä voidaan manuaalisesti säätää paineensäätölaitteen (ei "Hl 25 näkyvissä) kautta.

*l“* Niinpä tässä on selitetty paperihylsyn dynaamista lujuutta testaava • · t laite ja menetelmä, jotka tarjoavat ainutlaatuisia etuja aikaisempiin testaus-v : laitteisiin ja menetelmiin nähden, mukaan lukien mahdollisuudet tarkasti sää dellä ja vaihdella testattavaan koekappaleeseen kohdistettua kuormitusta tes-30 tin kulun aikana, simuloida tarkemmin sitä kuormituksen jakaantumista, jonka taipuva paperi kohdistaa paperihylsyyn tultuaan käärityksi sen päälle jousta-: van hihnan kautta, joka koskettaa suoraan näytehylsyn ulkopintaa, kytkeä ”1/ näytehylsy pneumaattisella kiinnityslaitteella, joka jakaa tasaisesti kytkentä- *”·* voimat hylsyn sisäpinnan kehälle ja jota voidaan säätää kiinnityslaitteen pai- IV 35 neen ja kiinnityslaitteen levittämisasteen vaihtelemiseksi ja tallentaa, tallentaa • ♦ « # # ♦ ♦ 10 117304 muistiin ja näyttää kaikki asianmukainen data ja tiedot tietystä testistä. Keksinnön muut edut ilmenevät edellä olevasta selityksestä.

Vaikka keksintö on selitetty viittaamalla sen tiettyyn suoritusmuotoon, keksintö ei rajoitu tässä kuvattuun ja selitettyyn tiettyyn laitteeseen ja 5 menetelmään. Muut suoritusmuodot, jotka kuuluvat keksinnön suojapiiriin, ilmenevät helposti alan ammattilaisille. Esimerkiksi mitä tahansa sopivaa käyttölaitetta voidaan käyttää palvelemaan pneumaattisen sylinterin 76 tarkoitusta, esimerkiksi servo- tai muuta moottoria, hammaspyörästön kanssa tai ilman niin kauan kuin käyttölaitetta voidaan säädellä halutun voiman jakamiseksi 10 hihnalle. Samoin mitä tahansa sopivaa käyttövälinettä voidaan käyttää palvelemaan pneumaattisen kiinnityslaitteen 34 tehtävää niin kauan kuin se pystyy kytkemään hylsyn yhtenäisesti ja tasaisesti vioittamatta hylsyä tai vinouttaa testituloksia, ja sitä voidaan säätää mukautumaan hylsyn sisäläpimitan vaihteluihin. Lisäksi, vaikka selitys on viitannut näytepaperihylsyn dynaamisen lu-15 juuden testaamiseen, keksinnön laitetta ja menetelmää voidaan käyttää myös hylsyn liimauksen ja putken laadun testaamiseen. Muut muunnokset ovat myös mahdollisia. Niinpä keksinnön suojapiiri, mukaan lukien sellaiset muut suoritusmuodot ja muunnokset, täytyy määritellä liitteenä olevissa patenttivaatimuksissa.

·· 1 • · 1 » 1 • · « i · · » · · *· · • · · • 1 1 * 1 • ♦ • · # • · · • · » im • · · • » « • » « «Il * #1 • · • » * « • # · • · 1 « »« · « · ·«· ** 1 * 1 · • # • · · « « Φ • «· • ♦

Claims (12)

117304 11

1. Laite näytepaperihylsyn dynaamisen lujuuden testaamista varten, tunnettu siitä, että laite käsittää moottorin; 5 käyttöelementin, jota moottori pyörittää kiertoakselin ympäri käyttö- elementin ollessa sovitettu sama-akseiisesti kytkemään näytepaperihylsyn sisäpinta siten, että käyttöelementin pyörittäminen saa näytepaperihylsyn pyörimään sen pitkittäisakseiin ympäri; vaihtelevan jännityksen omaavan hihnakokoonpanon, johon sisältyy 10 päättymätön joustava hihna, joka on sovitettu niin, että se kääriytyy osittain näytepaperihylsyn ulkopinnan ympäri, ja käyttölaitteen, joka on sovitettu suuntaamaan jännitystä hihnaan kuormituksen jakamiseksi näytepäperihylsyyn; ja ohjauslaitteen, joka on sovitettu ohjaamaan käyttölaitetta hihnan jännityksen säätelemiseksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että sii nä käyttölaitteeseen kuuluu pneumaattinen sylinteri ja servoventtiili, joka on kytketty pneumaattiseen sylinteriin ja sovitettu syöttämään paineistettua kaasua siihen, ja pyöritettävän väkipyörän, joka on kytketty pneumaattisen sylinterin mäntään siten, että männän liike sylinterin sisällä liikuttaa väkipyörän akse-20 lia kohti tai poispäin käyttöelementin kiertoakselista hihnan ollessa silmukkapii-:Va rissa väkipyörän ja ohjauslaitteen ympäri säätäen pneumaattista sylinteriä ta- ! l kaisinkytkentäpiirin kautta hihnaan kohdistetun voiman ajamiseksi kohti halut- tua voimatasoa. * · ·

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että sii-25 nä ohjauslaitteeseen kuuluu mikroprosessori, joka voidaan ohjelmoida pneu- v : maattisen sylinterin käyttämiseksi ennalta määritetyn kuormitussuunnitelman mukaisesti.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että sii- : nä käyttöelementti on pneumaattinen kiinnityslaite, jossa on läpät, jotka voi- • * **··. 30 daan levittää ulospäin, jotta ne tarttuvat mallipaperihylsyn sisäpintaan. t ·· .

*. 5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laite, tunnettu siitä, että sii- *··\ · nä pneumaattisen kiinnityslaitteen läpät voidaan levittää ulospäin sen verran, että ne voivat tarttua vaihtelevan sisäläpimitan omaaviin näytepaperihylsyihin. •V;

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, tunnettu siitä, että se • * 35 käsittää lisäksi paineensäätölaitteen, joka on kytketty pneumaattiseen kiinni- • # 12 117304 tyslaitteeseen vaihtelemaan siihen syötetyn kaasun painetta, jotta pneumaatti-sen kiinnityslaitteen näytepaperihylsylle jakamaa voimaa voidaan vaihdella.

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että siinä käyttöelementti käsittää kiinnityslaitteen, jossa on ulospäin laajenevat läpät, 5 jotka on sovitettu koskettamaan kollektiivisesti yli 50 % hylsyn sisäpinnan kehästä.

8. Menetelmä näytepäperihylsyn dynaamisen lujuuden testaamiseksi, tunnettu siitä, että se käsittää: näytepaperihylsyn tukemisen pyörivälle käyttöelementille, joka kyt-10 kee näytepaperihylsyn sisäpinnan siten, että käyttöelementin pyörittäminen saa näytepaperihylsyn kiertämään sen pitkittäisakselin ympäri; kuormituksen jakamisen näytepaperihylsylle päättymättömän joustavan hihnan avulla, joka on osittain kierretty näytepaperihylsyn ulkopinnan ympäri ja jännitetty; ja 15 käyttöelementin ja näytepaperihylsyn käyttämisen pyörittämällä, samalla kun hylsyyn kohdistetaan kuormitusta.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se käsittää lisäksi vaiheen, jossa hihnassa olevaa jännitystä vaihdellaan ajan funktiona näytepaperihylsyn pyörittämisen aikana.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että siinä vaihe, jossa kuormitusta jaetaan näytepaperihylsylle, käsittää hihnan :v. jännittämisen käynnistämällä pneumaattinen sylinteri pyöritettävän väkipyörän * l9 liikuttamiseksi, jonka ympäri hihna on kierretty poispäin käyttöelementin kier- toakselista väkipyörän ollessa pyörivästi tuettu tukiosalla, joka on kytketty 25 pneumaattiseen sylinteriin, ja vaihe, jossa hihnan jännitystä vaihdellaan, kä-'“·* eittää pneumaattiseen sylinteriin kohdistetun kaasun paineen vaihtelemisen : tukiosaan jaetun voiman vaihtelemiseksi. v

: 11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että siinä vaihe, jossa vaihdellaan hihnan jännitystä, käsittää lisäksi sen :e:j: 30 varsinaisen voiman mittaamisen, jota pneumaattinen sylinteri jakaa tukiosalie kuormituskennon kautta, joka antaa varsinaisen voiman osoittavan lähtösig- »1* ; naalin, ja voiman säätelyn mikroprosessoripohjaisella ohjauslaitteella, joka vastaanottaa lähtösignaalin kuormituskennosta ja käyttää pneumaattista sy- • · ’···* linteriä takaisi n kytkentä pii rissa varsinaisen voiman saamiseksi kohti haluttua ;v: 35 voimaa. • t • » • · » • »» • » 13 117304

12. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se käsittää lisäksi vaiheen, jossa käyttöelementin ja paperihylsyn pyörimisnopeutta vaihdellaan testin aikana. * 1 · • · i · · « · · *«« • ♦ · * · · ··· • 1 • · • « · • · » • 1 » * · 1 • » · • « « »«» • »# • t • · * 2 • 1 • 1 1 • · 1 ·»« I • M » 1 • · ·· » * · ft • » • fr fr fr · fr m fr 9 2 • fr 14 117304