NO146195B - Materialbanetraeingsanordning - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en materialbanetræingsanordning for anvendelse i et materialbanerullesystem som omfatter en roterbar rullespoletrommel med sylindrisk ytterflate og en roterbar spole som er innrettet til å oppta banemateriale fra trommelen og som er selektivt forskyvbar i forhold til trommelen mellom en startstilling, hvor spolen sammen med trommelen danner et nyp, og en materialbaneviklestilling hvor spolen er anordnet i avstand fra trommelen og banematerialet er viklet om spolen, mens træingsanordningen omfatter minst ett Coandamunnstykke som har en utløpsliss for trykkfluidum til innføring av en gasstrøm for medbringelse av materialbanen.

Det er tidligere kjent et antall anordninger for å føre

en bevegelig materialbane til et gitt punkt, f.eks. for itræing mellom ruller som danner et nyp eller liknende. Slike anordninger er kjent fra US-patentskrifter 3.999.696 og 4.014.487

og NO-patentskrift 141.468, hvor en gass, såsom trykkluft, rettes gjennom en avgrenset åpning, slik at den ved "Coandaeffekten" fester seg til en strømningsfesteflate, føres til det gitte punkt og medbringer luft fra omgivelsene. Materialbanen anbringes i gassens bevegelsesbane og medbringes av denne. Gassen beveger seg med større hastighet enn materialbanen, hvorved materialbanen rettes ut og føres til det gitte punkt.

Selv om konstruksjonen ifølge de ovennevnte patentskrifter er egnet under de fleste driftsforhold, medfører itræing ved hjelp av ruller andre problemer enn normalt, hvorved materialbanen føres fra en tørkerulle eller liknende til et gitt sted stort sett i flukt med rulletræingsanordningen. Problemet ved rulleitræing blir spesielt merkbart når det har oppstått brudd og rullespolen skal vikles på nytt. I en slik situasjon er ikke bare rullespolens stilling motsatt punktet på rulletrommelen hvor itræingen eller omviklingen påbegynnes, dessuten må også rullespolens omvikling utføres i et begrenset rom mellom rulletrommelen og en annen rullespole i beredskaps- eller for-opprullingsstilling. Således må ikke bare den itredde materialbane passere rundt rulletrommelens buete overflate, men må samtidig passere gjennom en avgrenset åpning. Tidligere er to prinsipielle løsninger anvendt ved rulleitræingsteknikken. Den første innebærer anvendelse av rep som løper om rulletrommelens periferi nær dens kant. Ved itræing anbringer operatøren materialbanen i nypet mellom repene, noe som i det minste teo-retisk medfører at banen føres rundt trommelens periferi til punktet for spolen som skal vikles. Denne fremgangsmåte er imidlertid farlig idet de spente rep kan gå av, og operatøren kan bli sittende fast med hånden ved innføring av banen i repnypet.

Den andre kjente løsning medfører anvendelse av en serie luftstrålemunnstykker, ofte manuelt manøvrerte, rundt rulletrommelens periferi. Ved manipulasjon av luftstrålene er det blitt gjort forsøk med å holde banen på rulletrommelen inntil den kommer i nærheten av spolen. Denne teknikk er utilfreds-stillende idet det ofte er nødvendig med mye folk for å rette luften mot banen på forskjellige punkter for å holde materialbanen i en ønsket bevegelsesbane. Derved foregår det ofte en ukontrollerbar- forskyvning av materialbanen, særlig i sideret-ning, og lang tid går til spille før banen til slutt føres i nærheten av rullespolen. Anvendelsen av konvensjonelle luft-munnstykker for rulleitræing er særlig problematisk når lettere papir, f.eks. silkepapir, skal itræes, idet slikt papir, dersom de ikke holdes kontinuerlig under strekk, er tilbøyelig til å klumpe seg sammen og klemmes sammen ved hver avgrenset åpning som banen må passere gjennom.

Det er dessuten ikke uvanlig at operatøren ved mer sakte-gående maskiner styrer materialbanen manuelt rundt rulletrommelens periferi, noe som selvfølgelig er en ulempe og kan med-føre skader på operatøren.

Nevnte norske patentskrift vedrører et apparat til å

lede en kontinuerlig materialbane fra et sted til et annet under utnyttelse av Coandaeffekten. Apparatet anvendes i et rullespolesystem med Coandamunnstykket i avstand fra trommelen.

Formålet med den foreliggende oppfinnelse er å frembringe en anordning av relativ billig og enkel konstruksjon, som utnytter "Coandaeffekten" for å medbringe en bevegelig bane av fleksibelt materiale og hurtig føre denne langs rullespolens buete overflate til i nærheten av en samvirkende rullespole, som banen skal vikles om, uten manuell hjelp.-

Anordningen ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved at Coandamunnstykket er anordnet ved trommelen, og at en træingsrenne løper fra Coandamunnstykket og sammen med trommelflaten avgrenser en spalte for føring av gasstrømmen og den medbrakte materialbane gjennom spalten mellom trommelen og spolen.

Den andre vegg løper stort sett vinkelrett mot den første vegg og inntil en trommelendevegg. Organer er anordnet for regulering av spaltens størrelse og tverrsnittsprofil.

Oppfinnelsen vil bli nærmere forklart i det etterfølgende under henvisning til de medfølgende tegninger, hvori: Fig. 1 viser et skjematisk sideriss av en anordning ifølge oppfinnelsen. Fig. 2 viser et skjematisk sideriss av,visse komponent-detaljer og viser en spole i foroppviklingsstilling i forhold til en trommel. Fig. 3 viser et skjematisk sideriss av et Coandamunnstykke som er blitt anvendt i anordningen ifølge oppfinnelsen samt dets plassering. Fig. 1 viser skjematisk et typisk rulleendearrangement som gjenfinnes ved slutten av f.eks. papirmaskiner eller liknende for vikling av banemateriale. I et slikt arrangement finnes vanligvis en rulletrommel 10 med en sylindrisk ytterside og en roterbar rullespole 12 for opptakelse av materiale fra trommelen. Spolen 12 er montert for rotasjon i en rullebøyle 14 av konvensjonell type, som av den grunn ikke vil bli nærmere beskrevet. For oppfinnelsen er det tilstrekkelig å vite at det er anordnet en egnet mekanisme for rotasjon av bøylen 14

i forhold til rulletrommelen 10 fra den stilling som er angitt med heltrukne linjer til stillingen ifølge de strekete linjer.

I stillingen som er vist med heltrukne linjer holder bøylen

14 spolen 12 i en forviklestilling hvor spolen er anordnet over trommelen 10 i gitt avstand fra denne. Dreining av bøylen 14 bringer spolen 12 til stillingen som er vist med strekete linjer, hvor spolen er anordnet stort sett vertikalt over trommelen og danner et nyp med denne. Denne stilling benevnes nedenfor startstilling. En materialbane som innføres i nypet mellom trommelen og spolen når spolen befinner seg i startstillingen, vil bli viklet om spolen på vanlig måte. Slik vikling fortsetter etter start mens bøylen fortsetter å bevege seg mot stillingen som er vist med strekete linjer, hvor den til slutt kommer til hvile med spolen roterbart anordnet på en egnet støtte 16. Spolen fortsetter å rotere på støtten, og materialet vikles om denne inntil en hel rulle er oppnådd, slik som angitt i den strekete stilling, som opptas av den helt viklete spole og som er betegnet med henvisningstall 18.

Mens vikling av spolen 12 fortsetter på støtten 16, løs-gjøres bøylen 14 fra denne og dreies, og en ny spole monteres dreibart på den slik som angitt ovenfor. Banen som vikles om spolen på støtten 16 passerer gjennom spalten mellom spolen, som nå befinner seg i forviklingsstillingen, og trommelen.

I et vanlig arrangement er en slik spalte ikke større enn 13-50 mm. Denne avgrensete åpning medfører vanskeligheter ved et eventuelt brudd under rulleoppbyggingen, idet banen for ferdig-gjøring av rullen må itræes gjennom spalten mellom trommelen 10 og spolen 12 i foroppviklingsstillingen og deretter om trommelens periferi til i nærheten av nypet mellom trommelen og den delvis ferdige rulle på spolen i viklestillingen.

Tidligere ble slik vikling utført ved at en materialbane ble innført i spalten mellom repene om trommelens periferi nær kanten. Repnypet fører banen til den delvis viklete rulle. En slik prosess er imidlertid komplisert og farlig. Spente

rep kan gå av, og operatøren kan lett bli sittende fast med en hånd i repnypet.

Luftstrålemunnstykker av konvensjonell type, ofte manuelt manøvrerte, er også blitt anvendt for rullevikling. Denne prosess er tidkrevende, og krever ofte større personale for å føre materialbanen til den delvis viklete rulle. Passasje av banen gjennom spalten mellom trommelen og spolen i forviklestilling er særlig vanskelig, idet konvensjonell luftblåsnings-teknikk medfører uregulert baneforskyvning, særlig i sideret-ning. Dessuten er banen som passerer gjennom spalten tilbøyelig til å følge spolens overflate mer enn rulletrommelens periferi. Derved fås ytterligere et punkt hvor en luftstrøm må rettes mot banen for å holde denne på plass på trommelflaten.

Ifølge den foreliggende oppfinnelse er det frembrakt

en anordning av forholdsvis billig og enkel konstruksjon og

som utnytter "Coandaeffekten" for å medbringe en bevegelig bane av fleksibelt materiale og føre denne langs en rulletrom-mels buete flate til i nærheten av en samvirkende rullespole som banen skal vikles opp på. Træingsanordningen ifølge oppfinnelsen kan betjenes av en operatør og gir meget hurtig ønsket vikling. Tiden er viktig ved vikling idet produksjonen ellers avtar. Oppfinnelsen kan anvendes for å vikle en spole i startstilling, baneviklestilling eller en annen stilling mellom disse, uavhengig av om en spole finnes i forviklestillingen.

Anordningen ifølge oppfinnelsen betegnes generelt med henvisningstall 22. Anordningen er utstyrt med et Coandamunnstykke 24 og en træingsrenne 26 fra munnstykket til trommelflaten. Rennen 26 omfatter en første vegg 28 som sammen med trommelflaten danner en spalte, og en andre vegg 30 som rager nedad stort sett vinkelrett på den første vegg og inntil en endevegg 32 på trommelen 10. Den første vegg 28 er fortrinnsvis buet på hver side av munnstykket 24, nedad nedstrøms for munnstykket og oppad oppstrøms for dette, til dannelse av et klokkeformet tverrsnitt med den buete trommelflate.

Av fig. 3 kan det sees at Coandamunnstykket 24 omfatter et folieelement 34 og en holder 36 som sammen med folieelementet avgrenser en innsnevret, linjær sliss 38 hvorigjennom det føres trykkgass. Coandamunnstykket 24 er av samme konstruksjon som i de ovenfor angitte US-patentskrifter, og det behøver ikke angis annet enn at gassen som strømmer ut gjennom slissen'38 hefter fast til folieelementets 34 flate ved "Coandaeffekten" og strømmer langs denne med luft fra omgivelsene langs den første veggs nedstrømsdel mot den øvre trommelflate, dvs. mot høyre i fig. 3.

Som det fremgår av fig. 1 er det anordnet et organ for regulering av størrelse og tverrsnittsprofil på spalten mellom den første vegg 28 og trommelens 10 sylindriske ytterside.

I den foretrukne utførelsesform av anordningen omfatter et slikt organ en stav 40 som er glidbart anordnet i en åpning i en støttede! 42. Staven 40 er dimensjonert slik at den er fritt bevegelig i åpningen, og forskyvning nedad hindres av en reguleringsskrue 44 som er regulerbart gjenget på staven.

, Stavens nedre ende er svingbart festet til anordningen 22 på egnet måte. En annen komponent av reguleringsorganet er en støttearm 4 6 med to spor 48a og 48b i den øvre ende. Bolter

50a og 50b løper gjennom sporene 48a og 48b og står i gjenge-inngrep med støttedelen 42. Ved å løsgjøre boltene kan.regulé-ringsarmen 46 forskyves oppad eller nedad og festes i ønsket stilling ved teiting av boltene. Den siste reguleringskomponent er en delt klemme 52 som er fast forankret til støttedelen 42. Reguleringsmutre og -bolter er anordnet på hver side av klemmen 52 på kjent måte for å muliggjøre radial regulering av støttedelen 42 som er stivt forbundet med en papirmaskinvegg eller liknende (ikke vist). Således muliggjør reguleringsmeka-nismen tre typer av regulering. En slik regulering er viktig når det gjelder den foreliggende anordnings drift for oppnåelse av ønsket resultat.

Den beskrevne træingsanordnings funksjon er å oppta en bevegelig bane av fleksibelt materiale, f.eks. papir, og levere denne til spolen som banen skal vikles på. Dette oppnås ved å føre en gass under trykk, f.eks. luft, gjennom slissen 38

i Coandamunnstykket 24 og derved frembringe en strøm av gassen under trykk og av luft medført av gassen langs folieelementets 34 ytterside og den første vegg 28. Anordningen 22 er anbrakt slik i forhold til trommelen 10 at den kombinerte strøm fra den første veggs slutt fester seg til trommelens sylindriske ytterside ved Coandaeffekten og strømmer i en sirkelformet bane rundt trommelflaten til i nærheten av spolen som skal vikles med materialbanen. Materialbanen som skal itræs eller vikles ledes deretter til Coandamunnstykkets nærhet av opera-tøren, slik at banen medføres av gasstrømmen og følger dennes strømningsbane til i nærheten av spolen. Dette kan utføres direkte eller f.eks. ved hjelp av en matebane 62 og et Coandamunnstykke 64 i fig. 1, som kaster materialbanen til munnstykket 24. Fig. 1 viser med heltrukne linjer en materialbane W som av træingsanordningen føres rundt trommelen 10 til i nærheten av en spole i baneviklestilling fra stillingen som er vist med heltrukne linjer, hvor banen tilføres til træingsanordningen. En slik fremgangsmåte må utføres hurtig og uten assis-tanse av annet personale eller utstyr for å føre banen til ønsket stilling. Så snart banen nærmer seg spolen oppfanges den og vikles om spolen på kjent måte.

Træingsanordningens plassering og geometri i forhold

til resten av rullesystemet er av stor betydning når det gjelder anordningens funksjon. Disse karakteristikker veksler mellom

forskjellige installasjoner, idet disses driftsforhold og frem-stilt papir varierer. En del grunnprinsipper gjelder imidlertid for alle installasjoner. Under henvisning til fig. 2, som viser en andre vegg 30 som har en noe annerledes form enn i fig. 1 og som er anbrakt inntil trommelsideveggen vendt mot betrak-teren, samt fig. 3, er grunnreglene følgende: 1. Den første veggs 28 krumning R skal være lik rulletrommelens radius pluss en ytterligere økt verdi. Ca. 7,5 cm har vist seg å være en egnet tilskuddsverdi. Dette gir store muligheter for regulering av spaltene G^ og - Ved regulering av banen forskyves banens krumningssentrum fra trommelens 10 sentrum med en gitt horisontal avstand L og en gitt vertikal avstand H. 2. Dersom det f.eks. anvendes en matebane 62 ifølge fig. 1, skal træings- eller viklerennens 26 bredde være lik raate-rennens bredde (f.eks. 30 cm ved itræing av en materialbane med redusert bredde) pluss avstanden fra den første veggs 28 innerkant til rulletrommelens kant. Den andre vegg 30 må være tilstrekkelig bred til å tette spalten mellom veggen 28 og trommelen 10. Derved hindres materialbanen fra å forlate trommelen og vikle seg om trommelakselen. 3. Træingsrennen 26 er fortrinnsvis utstyrt med et klokkeformet innløp for å hindre at banen henger seg opp i Coandamunnstykket 24 . 4. Rennen 26 bør være anbrakt slik at det oppnås nøyak-tige stopp for regulering av spaltene G^ r G^ . Hengselanordninger kan hensiktsmessig anordnes mellom'staven 40 og støttearmen 46 og den første vegg for å muliggjøre automatisk, hurtig åpning av spalten G^ ved tilstopping. 5. Rennens 26 nedstrøms beliggende spiss skal anordnes slik at den rager lengst mulig inn i nypet G^ mellom en spole i forviklestilling og rullen uten å begrense spaltens stør-relse unødvendig. 6. Træingsanordningen skal anbringes slik at middelbanen for den dertil førte materialbane er innstilt på et punkt ned-strøms for munnstykkets bakkant, dersom det anvendes ett munn-stykke, og mellom munnstykkene dersom det anvendes to munn-stykker. Banens lengde og munnstykkestillingen bestemmes av den innkommende banes bevegelsesbane og spalten G^. Ved en gitt banelengde reguleres spalten G3 snk at de resulterende krefter som oppstår ved munnstykkets sug inntar en noe spiss vinkel i forhold til middelbanens bevegelsesbane ved itræing. Kraftvektorens retning i forhold til munnstykkets korde avhenger av munnstykkets geometri. Munnstykket i fig. 3 har f.eks. en sliss ved fremkantens midtlinje, og danner med et klokkeformet innløp en kraftvektor under ca. 20° vinkel til munnstykkets kordelinje. Munnstykket innstilles i 10° vinkel i forhold til tangenten til buen som er dannet av den første vegg 28 (se fig. 3).

En del finjusteringer må muligens utføres i visse til-feller for å oppnå pålitelig drift av anordningen. Det primære formål å indusere en Coandastrømning om rulletrommelen må iakt-tas, og itræingsbanen må reguleres riktig for at det skal foregå Coandafesting på trommelen og ikke på spolen i forviklestillingen. Heller ikke skal den induserte luftstrøm komme for'

nær spolen slik at strømningen hefter til denne. For å gjøre det mulig at strømningen hefter til trommelen, må spalten G_ være tilstrekkelig liten for å danne et mellomrom mellom spolen og veggen 28 som hindrer festing til spolen, men tilstrekkelig stort til å hindre tilstopping. Festing til spolen kan dessuten foregå dersom banen i altfor høy grad er" skråttstilt i forhold til spolen, dvs. at G^ blir for .liten, noe som må unngås.

Ved studier av strømninger av Coandatype er det kjent

at strømningsfesting av en strålé vinkelrett mot en krummet flate er vanskelig å oppnå dersom forholdet mellom krumnings-radien Rc og stråletykkelsen eller spalten G^ er mindre enn 5. For små verdier av ^ c/^ 2 ^an imidlertid festing foregå dersom strålen skråstilles i strømningsretningen (mot flaten). For å være sikker på at strømningen hefter til-rulletrommelen og ikke til spolen, blir reguleringen av og G^ mer kritisk for ruller med spoler med større diameter, spoler med stor forskyvning bakover fra trommelens midtlinje (vinkelen A) eller en kombinasjon av disse to.

Andre faktorer som skal tas i betraktning er maskinhas-tigheten og sammensetningen av det fremstilte materiale. Dette bestemmer minste mulige spalte og materialbanens bevegelses-banes følsomhet for spalten G^ samt kraf tvektoirorienteringen.

Eksempel 1

Tabellen nedenfor angir de dimensjonsmessige kjennetegn for en materialbanetræings- eller vikleanordning ifølge oppfinnelsen. Som angitt ovenfor varierer de dimensjonsmessige krav for hver papirmaskin eller annet utstyr hvor oppfinnelsen installeres.

Claims (5)

1. Materialbanetraeingsanordning for anvendelse i et materialbanerullesystem som omfatter en roterbar rullespoletrommel (10) med sylindrisk ytterflate og en roterbar spole (12) som er innrettet til å oppta banemateriale fra trommelen og som er selektivt forskyvbar i forhold til trommelen mellom en startstilling, hvor spolen sammen med trommelen danner et nyp, og en materialbaneviklestilling hvor spolen er anordnet i avstand fra trommelen og banematerialet er viklet om spolen, mens træingsanordningen (22) omfatter minst ett Coandamunnstykke som har en utløpsliss (38) for trykkfluidum til innføring av en gasstrøm for medbringelse av materialbanen, karakterisert ved at Coandamunnstykket (24) er anordnet ved trommelen (10), og at en træingsrenne (26) løper fra Coandamunnstykket og sammen med trommelflaten avgrenser en spalte for føring av gasstrømmen og den medbrakte materialbane gjennom spalten mellom trommelen (10) og spolen (12).

2. Træingsanordning i samsvar med krav 1, karakterisert ved at rennen (26) omfatter en første vegg (28) som er krummet mot trommelflaten til dannelse av nevnte spalte, idet Coandamunnstykket (24) er anordnet i forhold til den første vegg slik at gasstrømmen ledes gjennom spalten.

3. Træingsanordning i samsvar med krav 2, karakterisert ved at rennen omfatter en andre vegg som løper stort sett vinkelrett på den første vegg og inntil en endevegg på trommelen.

4. Træingsanordning i samsvar med krav 1, . karakterisert ved et organ for regulering av spaltens størrelse og tverrsnittsprofil.

5. Træingsanordning i samsvar med krav 2, hvor spolen (12) er selektivt forskyvbar i forhold til trommelen (10) for an-bringelse i en forviklestilling hvor spolen er anordnet over trommelen i en gitt avstand fra denne, karakterisert ved at den første vegg (28) er utformet for forskyvning mellom spolen (12) og trommelen (10) når spolen inntar forviklesti11ingen.