JPS63295788A - 材料ウエブへの圧力負荷の分布の制御方法、材料ウエブの処理装置および圧力処理ニップの調整方法 - Google Patents

材料ウエブへの圧力負荷の分布の制御方法、材料ウエブの処理装置および圧力処理ニップの調整方法

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JPS63295788A
JPS63295788A JP63038772A JP3877288A JPS63295788A JP S63295788 A JPS63295788 A JP S63295788A JP 63038772 A JP63038772 A JP 63038772A JP 3877288 A JP3877288 A JP 3877288A JP S63295788 A JPS63295788 A JP S63295788A
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  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
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  • Rollers For Roller Conveyors For Transfer (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 失直且1 本発明は、各領域で調整可能なロールおよび/または同
様のプレスシュー装置とその対向部材、例えば対向ロー
ルとの間に形成されるニップを通して送られる材料ウェ
ブに、材料ウェブの走行方向に交差する方向に加えられ
る圧力負荷の分布を制御する方法に関する。この方法に
おいては、各領域で調整可能なロールまたはシューに作
用する負荷部材、たとえば、各領域で調整可能なロール
の中心軸に支持された平滑シュー群または同等物が使用
される。前記負荷部材の圧力動作アクチュエータは、調
整部により制御される。そしてこの方法においては、設
定値部が使用され、設定値部により一連の設定値信号Q
 (Z)が作成される。この信号は直接または処理部を
通して調整部に送られ、その調整回路の設定値を構成す
る。
さらに本発明は、脱水ニップやカレンダニップなどのプ
レスニップ内における紙ウェブなどの材料ウェブの処理
装置に関する。この装置は、可変クラウンロールまたは
相当のシュー装置およびそれらの対向部材、例えば対向
ロールを有する。これらは共に、被処理材料ウェブが通
過するニップを形成する。そして、前記可変クラウンロ
ールまたはシュー装置は、静止部および静止部のまわり
に回転するシリンダマントルまたはバンド、および前記
静止部とマントルまたはバンドの間に配置され圧力負荷
領域をなす一連の平滑−シューまたは同等物を有する。
これらの各々は、バルブまたは同等物により制御される
領域圧力により加圧される。そして前記装置は、調整シ
ステムを含み、調整システムは設°定値部、リミッタ部
または相当の処理部、調整部、アクチュエータ部を有す
る。アクチュエータ部は一連の圧力バルブと一連の圧力
フローコンバータまたは同等物を含み、これらからフィ
ードバック信号がレギュレータ部に送られる。
背景技術 抄紙機械および紙の後処理装置において、いくつかのロ
ールを使用して脱水プレスニップ、スムージングニップ
、カレンダリングニップを対向ロールとともに形成する
。これらの使用目的では、ニップ内の一次負荷の分布、
すなわち軸方向における輪郭(プロファイル)を不変と
することが重要である。または、このプロファイルを所
望のように調整して、例えばウェブと交差する方向にお
けるウェブの湿気のプロファイルおよび/または厚さの
プロファイル、またはその他のウェブの対応する性質の
プロファイルを制御できることが重要である。この目的
のために、様々な調整可能なりラウンまたは可変クラウ
ンロールが先行技術として知られている。これらにより
、ニップ内の一次負荷の分布が制御される。
先行技術において、いくつかの異なる可変クラウンまた
は調整可能なりラウンロールが抄紙機のために知られて
いる。一般に、これらのロールは重い、静止したロール
軸および軸の回りに回転して配置されたロールマントル
を有する。前記軸とマントルの間に、平滑シュー装置お
よび/または油圧室が取り付けられている。それらはマ
ントルの内面に作用し、ロールの軸方向にいくつかの部
分またはグループに分けられ、すなわち分類され、これ
によってニップにおけるマントルの軸方向プロファイル
を所望のように配置し、調整できる。一般に、プレスニ
ップまたはカレンダリングニップなどのロールによって
形成されたニップは、可変クラウンロールおよびその対
向ロールの6軸に加えられる負荷力により加圧される。
本発明の方法および装置が有利に適用され得る可変クラ
ウンロールの一例は、出願人のフィンランド特許出願第
884584号に述べられた可変クラウンロールである
先行技術において知られているように、通常の給油領域
を有するシリンダにより加圧された平滑シューが、可変
クラウンロールの偏向を制御するため使用される。前記
領域の各々は領域特定油圧バルブにより制御される。異
なる領域における平滑シューの数は、可変クラウンロー
ルとその対向ロールの圧縮力の適切な制御の必要性に応
じて領域ごとに異なってもよい、ニップ圧力を形成する
ために使用される負荷シリンダの数は一般に、ロール軸
の各々の端部に1つである。そしてこれらのシリンダは
、平滑シュ\とともに圧縮力を形成する。
可変クラウンロールは、抄紙機、紙精製機およびさまざ
まな紙の後処理装置のすべてにおいて。
ますます広範囲に使用された。これは一部は、製造され
る製品には常により高い品質要求が課されるという事実
に基づいている。すなわち、その諸性質について言えば
、紙は機械の方向および横断方向の両方において、常に
よりきびしい品質仕様でなければならない。常によりき
びしい品質基準を求める少なくとも一部の理由は、新し
い複写および印刷技術である。それらが適切に機能する
には紙の均一な性質が要求される。可変クラウンロール
は、これによって前記紙の品質に良い効果を与えること
が可能な1つの構成要素である。
可変クラウンロールの機械的な構成は近年相当に進歩し
た。しかし、可変クラウンロールの調整システムについ
ては同様にいうことはできない。
しかし同調整システムは、可変クラウンロールを紙の品
質の制御のために使用する場合、完全に決定的な玉要性
を有する。
可変クラウンロールのための先行技術の制御システムは
、たとえ領域ロール内で異なる領域に領域圧力によって
形成される圧縮力の相互作用を考慮したとしても、ロー
ルの操作者が制御でき、それによりウェブの横断方向に
常に高く変化する特性プロファイルを得ようとする領域
の数が少ないという欠点を含んでいる。現在使用されて
いるこのような制御システムの一例は、ドイツ特許DE
3.117,516号による制御システムである。
例えば、可変クラウンロール内で使用可能な5つの圧力
領域がある場合について考えると、先行技術で知られて
いる調整システムにより、一次負荷を設定値により5つ
の異なる点に設定することが可能である。もし可変クラ
ウンロールの長さが例えば10メートルであると、前記
の点は互いに約2メ一トル離れて配置される。そしてそ
れらの設定値の間の領域内で一次負荷は完全に制御不能
となる。
目   的 本発明の目的は、可変クラウンロールの調整システムを
開発し、さらに、可変クラウンロールとその対向部材の
間のニップ内の一次負荷のプロファイルがより正確に調
節可能となるようにし、圧力領域の数の増加を不要とす
ることにある。領域の数が増加すれば、可変クラウンロ
ールの構成がより複雑になり、撹乱傾向が増加するであ
ろう。
本発明の目的はさらに、さまざまな撹乱の不利益な影響
が消滅するか、す、くなくとも最小になるように、ロー
ルの動作の診断および保護などの所定量の「インテリジ
ェンス」を集積できる調整システムを供給することにあ
る。
&亘立Mx 上記の目的および後出する目的を達成するために、本発
明による調整方法は主として、設定領域がN個(pcs
、)使用され、N個の領域によりニップN。の圧力断面
の設定値分布Q (Z)が、Z=1・・・Nとして設定
され。
設定領域の数Nは、別々に調整可能な作用部材または領
域内で調整可能なロールまたはシューの部材群の数によ
りも実質的に多く選択され、pJ>>Kであり、 設定値部で形成され、またはフィードバック部から設定
値部へ送られる設定領域値Q、・・・QN(N個)は領
域変換部に送られ、領域変換部において、調整可能なニ
ップNo;NPまたはその同等物の数学的なモデルに基
づき、領域圧力の設定値P ・・・PKへの変換を行い
、材料ウェブ部内で、設定値プロファイルQ (Z)か
らの逸脱が実質的に最小となるような一次負荷プロファ
イルを達成できるようにすることを特徴とする。
一方、本発明による調整装置は主として、設定値部は設
定領域部を含み、設定領域部内において設定領域部によ
り設定され得る別々の一次負荷の数が、可変クラウン領
域またはシュー内のバルブ領域の数(K個)よりも実質
的に多く (N制、 設定値部はさらに、領域変換部を含み、領域変換部にお
いて設定領域値A1を領域圧力の設定値Aに変換し、材
料ウェブ部内で一次負荷プロファイルが設定値プロファ
イルQ (Z)とできるだけ異ならないようにすること
を特徴とする。
本発明のために、実際問題として、扱われるウェブの特
性プロファイルを、設定特性プロファイルが先行技術に
おけるよりもより正確になるように制御することが可能
である。なぜならば、可変クラウンロールの操作者は、
目標の特性プロファイルを達成できるように、設定プロ
ファイルまたは圧縮力の目標プロファイルをできるだけ
正確に設定することができるからである。この目的は本
発明により達成される。ここで可変クラウンロールと対
向部材との間のニップ内の一次負荷の目標プロファイル
は、独立した圧力領域と領域ごとに調整可能な可変クラ
ウンロール内の負荷シリンダとの合計数と比較して、処
理されるウェブの横断方向における相当に多数の点に設
定可能に配置されている。
本発明によれば、最初に、可変クラウンロールの領域圧
力の設定値は、使用される可変クラウンロール内で有効
な圧力領域の数に必要なものよりも、材料ウェブの横断
方向に実質的により密に設定される。ここで、前記目標
値は、この応用例では新規な方法で本発明により領域ロ
ールの領域圧力のためのガイド値に変換される。前記変
換を具体的に実行し、選択された領域圧力値を用いて目
標の一次負荷分布からの逸脱を最小化する。
領域圧力のための、多数の与えられた目標値から少数の
カイト値への上記変換は、行列処理の数学から知られた
、いわゆる仮逆変換技術により実行できる。それは後に
再び触れる。
本発明の好ましい具体例によれば、診断および保護ロジ
ックが本発明による調整システムに統合される。これに
より、動作の撹乱の不利益な影響X1」(九墓里 次に添付図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明す
る。ここで、本発明はこの実施例の細目に限定されない
まず最初に第1図および第3図を参照して1本発明によ
る調整システムにより調整される可変クラウンロール1
0の構成と動作についてn単に説明する。可変クラウン
ロール10はその対向(カウンタ)ロール20とともに
ニップNoを形成し、ニップN。を通して被処理材料ウ
ェブWが通過する。
ニップは、例えば抄紙機械の脱水プレスにおけるニップ
や、スーパーカレングまたはいわゆるマシンスタックの
いずれかにおけるカレンダ加エニツブである。ニップN
oにおける一次負荷のプロファイル、すなわちウェブW
と交差する方向における一次負荷の分布は、可変クラウ
ンロール10により調整される。
対向(カウンタ)ロール20には、6軸21a、21b
が配設され、これらが軸受支持部材22aおよび22b
の中で回転するようにロール20が軸支される。これら
の軸受支持部材22aおよび22bには負荷部材を配設
してもよい、可変クラウンロールlOは1重い中心軸1
1を含み、中心軸11の回りに円筒状のロールマントル
13が回転して配置される。
圧力シリンダ−5により装填される滑らかなシューは、
ロールマントル13の滑らかな内面に作用する。圧力シ
リンダ−5は複数の領域18・・・に分割され、これら
の領域16・・・において、本発明の調整システムによ
り調整された油圧作動油の所定の領域圧力が各シリンダ
ー5へ送られる。さらにニップNoは可変クラウンロー
ル10の静止した中実軸11の6軸11aおよびllb
からローディングシリンダ12aおよび12bにより装
填される。ローディングシリンダー2aおよび12b内
には圧力P およびPbが与えられ、これらの圧力も調
整されている。
まず最初に第1図を参照しで、本発明による調整システ
ムの一般的な原理を説明する0本システムはブロック1
00を有し、ブロック100は設定値ユニットの領域変
換ユニットを含み、ブロックlOOから可変クラウンロ
ール10の領域圧力および圧力P およびPbの設定値
Aが、設定値Aの合計数がKとなるように得られる。こ
の設定値Aはリミッタ部200に送られ、ここで領域圧
力の設定値が選択された制限値以内に制限される。リミ
ッタ部200から、その数がKである圧力の制限された
設定値Bが得られ、設定値Bがインテリジェントレギュ
レータ300に送られる。インテリジェントレギュレー
タ300かも、その数がKであるバルブの流れ信号Cが
得られる。信号Cによりユニット400が制御され、ユ
ニット400は圧力制御バルブ410とコンバータ42
0を含む(第3図)、ブロック400から、バルブ圧力
の流れ信号がフィードバック信号として得られ、この流
れ信号はその数がKであり、レギュレータ300に送ら
れる測定信号である。ユニット400から、バルブ圧力
Pが得られ、可変クラウンロール10の6軸11aおよ
び11bに負荷を与える油圧シリンダー2aおよび12
bのための圧力P およびP、と同様に、可変クラウン
ロールlO内の領域12の圧力を形成するように送られ
る。
第1図において、本調整システムはさらに、フィードバ
ック部500を含むように示され、フィードバック部5
00へ連続した測定信号Eが検出装置510から送られ
る。検出装置510は、ニップN。を通して送られるウ
ェブWの性質、例えば湿気やウェブWの横断方向の径を
測定する。
フィードバック部500は、設定値ユニット100を制
御する。フィードバック部500は、本発明の多くの適
用例においては使用されない。
本制御システムにより、各領域ごとに調整可能なロール
10と対向ロール20の間を通過する材料ウェブに加わ
る負荷力の配分が制御される。領域ごとに調整可能なロ
ール10に代えて、滑らかなシューが制御領域IBに送
られる油圧に従ってプレスされるパンドループなどの、
円筒ロール面以外の部材を使用することも可能である。
対向ロール1Bに代えて、円筒対向面以外の部材、例え
ば動くバンドや静止部材を使用することも可能である。
K個(例えばK = 10)のコンバータ420により
、測定情報が領域1θ内および負荷シリンダ12a 、
 12b内の圧力Pについて得られる。フロー信号りに
変換された圧力信号はインテリジェントレギュレータ3
00に接続される。インテリジェントレギュレータ30
0はリミッタ部200の出力信号Bとして領域圧力の設
定値Pを受は取る。インテリジェントレギュレータ30
0は、その制御信号Cにより再び油圧バルブ410を制
御する。油圧バルブ410の数はK、例えば10個であ
り、制御信号Cの数もKである。
部分的な機能として、インテリジェントレギュレータ3
00は診断部310、保護ロジック320およびシング
ルチャネルレギュレータ340を有する。
ロール10がその制御部とともに所望のように動作する
と、すなわち調整した精度でバルブ410の出力圧力P
が領域圧力の設定値Bに一致すると、第3図に従う動作
が起こる。この時、各圧カレキュレータ350、・・・
350+には他の対応するレギュレータから独立して動
作する。
もしロール10がその制御部とともに異常に動作すると
、インテリジェントレギュレータ30Gの診断部310
はバルブの圧力信号りのコンバータ420により逸脱を
検出する0診断部310から入力される制御データdi
に基づき、保護ロジック320はレギュレータ部340
のレギュレータ350における圧力の設定値Bを、ロー
ル10を保護するために意図された状態に制御する。
リミッタ部200において、ロール10を損傷するかも
しれないバルブ410の誤った圧力設定値Aをインテリ
ジェントレギュレータ300の設定値Bへ変換すること
は、すでにあらかじめ防止されている。ここで各油圧バ
ルブ410の圧力設定値(P、 : j一群,2,・・
・k)は、一定の最小および最大圧力MIN(LIM(
P 、)) 、 MAX(LIM(P 、)) (7)
間で制限J                 Jされ
ている。ここで、j一群,2,・・・kである。さもに
、領域ロールlOのマントル13を過度の屈曲から保護
するために、隣接する領域16内の設定圧力の差異は、
許容された限界値 ΔP、、  > [Pj−Pj+1] より低いレベル
にJ:J+1 制限される。ここで、j=1.・・・、に一群である。
第2図によれば、領域ロール10の一次負荷は、設定部
110において、各設定領域2 (2=各領域の連続番
号1・・・N)に対する一次負荷プロファイルQについ
てその領域の所望の一次負荷Q、  (i一群,2,・
・・、N)を設定することによって制御される。
この方法で、領域ロール10と対向ロール20の間のニ
ップN。において、一次負荷の所望の設定値プロファイ
ルQ (Z)が形成される。負荷シリンダ12aおよび
12bもまた、設定領域Zに含まれる。
本発明の特質的な特徴は設定領域Zの数Nが実質的に油
圧バルブ410またはそれと同等物の数によりも多いこ
とである。すなわちN))Kである。
ここで領域1Bの数はに一2個であり、負荷シリンダ1
2aおよび12bの数は2である。
本発明において、設定領域Zの数Nは好ましくは、領域
ロール10と対向ロール20の間の材料ウェブ胃内の対
応する一次負荷評価点の数が材料ウェブ胃内の各領域に
発生する一次負荷の分布を示すのに十分であるように選
択される。設定領域Zの数Nの1つの有利な選択例とし
て、油圧バルブ410の数にの約2倍とするものがある
( N z 2!K ) *一般に、N=  (1,5
・・−3) xKである。操作者の手間および設定範囲
を考慮すれば、上記の設定領域Zの数Nの選択値によっ
てNが不必要に大きな値となることはない。
設定領域の数Nは一般に、N=5から50の範囲内であ
り、好ましくはN=10から20である。可変クラウン
ロール10内の異なる調整可能な圧力領域の数には、ロ
ール10の端部に負荷を与える油圧シリンダがあればそ
れを含むが、一般にに=5から10の範囲内であり、好
ましくはに=13から10である。
第2図によれば、各領域における一次負荷の設定値A1
は領域変換部120へ送られる。領域変換部120にお
いて、設定値A1は設定領域2の一次負荷プロファイル
Q (Z)に従い、領域バルブ410の設定値Aに変換
される。ブロック120で行われる変換を実行できるた
めには、領域ロール10およびその対向ロール20、な
らびに材料ウェブWによって形成されたユニットが領域
圧力P およびマ 負荷圧力P、Pbに応じてどの程度伸縮自在であるかに
ついての情報が必要である。この情報は理論的に、また
もし必要ならば実験的に得られ、数学的なモデルの形で
与えられる。このモデルは領域変換部120において例
えばコンピュータプログラムの形に適用される。領域変
換部120において行われる領域変換のため、設定領域
Z(N個)から領域バルブ410の圧力の設定値Cへの
直接の明確な解決はない、有効にすべき領域圧力P、の
設定(11i Cによって、設定された一次負荷ブロフ
ァイルQ (Z)と可能なかぎりほとんど差がない材料
ウェブWに加わる実際の一次負荷プロファイルを制御シ
ステムが生成しなけらばならないという重要な限界条件
がブロック120で行われる変換に課されると、上記の
変換の問題は一義的に解決できる。
本発明においては、変換部120において実行される、
設定一次負荷Q ・・・QNの領域圧力の設定46 F
  ・・・PKへの変換(ここでN>K)は、実際問題
としていわゆる板道理論を適用することによって遂行で
きる。この理論は数学で知られた方法である。この方法
を考慮して、参考資料は、ジェームス A、カドソウお
よびハインリッヒR、マルテンスによる「ディスクリー
トタイムおヨヒコンピュータコントロールシステムJ 
第7.6節「最小エネルギーコントロールJ 第288
〜293頁、ブレンティスホールインコーポレイテッド
、1970年(米国)である。
一次負荷Q (Z)の分布と領域圧力P、の間の関係は
、ロールおよび材料ウェブWの性質の物理的データに基
づいて決定される。この決定は、例えば領域ロール10
、対向ロール20、それらの間のニップN 、およびニ
ップNoを通して走行する材料ウェブWを簡略化された
ビームモデルにより説明することによって行われる。こ
れによって、ニップを説明する要素モデルが所定の−次
方程式群に到達する。この−次方程式群は、上記の最低
条件を代入して行列代数により解決される。
ブロック120にプログラムされた領域圧力計算によっ
て、本発明による調整システムの操作者はニップN。に
一次負荷Q(Z)の所望の分布を与えることができる。
このように、操作者は紙の性質に影響する量を直接に制
御することができる。これにより、遂行される制御操作
と得られる結果との関係についての一次推論を引き出す
ことが可能である。
測定された紙の横断方向のプロファイルに基づき、操作
者は所望の一次負荷プロファイルQ (Z)を設定する
。設定された一次負荷分布を達成するために必要とされ
る領域圧力と負荷圧力はロールニップN。を示す前記モ
デルにより計算される。
問題の複雑さにもかかわらず、このモデルに従う制御に
必要なオンライン計算は行列乗算に簡略化される。制御
値はマイクロコンピュータにより容易に計算される。
可変クラウンロール10のマントル13およびニップN
。内に走行する材料ウェブWは、単位長当りの一次負荷
における許容された変化についての限界値を課する。も
し操作者が設定した一次負荷プロファイルによって過度
に大きな圧力変化をニップN。内に引き起そうとするな
らば、この制御システムは制御実行前に制御を所望のレ
ベルに制限する。
本発明によるシステムは、装置の動作を管理することが
できる。装置にとって重大である障害状態において1本
システムはニップを安全な状態に制御する。このように
、本制御システムは領域ロールlOまたはペーパーウェ
ブWを損傷する制御をいかなる状態においても許さない
上述のロールニップNoに代えて本発明による調整シス
テムにより第6図および第7図に示された種類あるいは
他の対応する種類の、いわゆる拡張したニップN、を調
整することも可能である。
拡張したニップNPはその長さが第6図にり。で示され
、面がくぼんだ20’ プレスロール20とプレスシュ
ー10Aの間に形成される0紙つェブWはニップNPを
通して水を受けるプレスフェルト41および42の間を
走行する。さらに、不浸透のパンドループ40はシュー
10Aの平滑部材35の平滑面35′ に作用する。パ
ンドループ40と平滑部材35の平滑面35′ の間の
入口側に潤滑剤、例えば潤滑油、または水と潤滑油の混
合物がパイプ37を通して矢印Sの方向に供給される。
プレスシュー1OAはフレームはり30のフランジ31
端に支持されている。フランジ31の頂面上にシリンダ
部32が装着されている。シリンダ部32はニップNP
のより長い平面の方向に、連続したシリンダ内径33、
・・・33Kを含む、これらの内径のうち内径33  
および33n+1が第6図および第7図に示される。シ
リンダ内径33内に、連続したピストン34  ・・・
34Kが取付けられ、それらのピストンのうちピストン
34  および34r1+1が第6図および第7図に示
される。ピストン群のニップNPに面した側面は平滑部
材35に連結されている。平滑部材35はシリンダピス
トン群33.34の方向に延長され、十分に弾力性を有
する。これによりニップN、内の圧力分布が、シリンダ
空間33内に送られる圧力層 ・・・Pn、Pn+1・
・・PKにより調整され、制御される。
第6図において、ウェブWの走行方向の平滑部材35の
長さはLで表示され、厚さはHで表示されている。L=
KxHとされるならば、平滑部材35は一般に、K=7
から15の範囲内、好ましくはK = 10から13の
範囲内で十分な可撓性を有する。
この比率にも平滑シュー35の材質に依存する0本発明
による調整システムにより調整された圧力Pは、連続し
たパイプ38および内径39を通してシリンダ33へ送
られる。ピストン34はシールリング3Bによりシール
されている。平滑部材35の横断方向の長さは、処理さ
れるウェブWの幅に対応する。
そしてこれは一般に、5から10mのオーダである。
第6図および第7図に示されるプレスロール20は、対
応するシューにより置き換えられてもよい、これにより
、ニップNPは2つの対向するプレスシューの間に形成
される。このような場合の構成は、例えば本出願人のフ
ィンランド特許第71,389号の第7図に示されたも
のと同様でよい。
さらに、ウェブWの走行方向における圧力分布のような
、拡張されたニップN、の構成と動作について前記フィ
ンランド特許が参照される。
第1図は、フィードバック部500が使用される実施例
を示している。処理される材料ウェブWに連結して、ウ
ェブの走行方向においてニップN。
の後に検出ユニット510が配置されている。検出ユニ
ット510から連続した測定信号Eが得られ、フィード
バックおよび処理ユニット500に送られる。ユニ、)
500は再びユニ、)100を制御し、これによりウェ
ブWから測定した値に基づいて一連の設定値Q (Z)
が直接または間接に得られる。
検出ユニツ) 510は例えば測定検出器521・・・
520+NをN個含む、検出装置510はNよりも多い
、例えば2!Nの検出器を有してもよい、そしてユニッ
ト500において必要な変換1例えば平均値の算出を実
行して連続した設定値信号Q (Z)を形成する。静止
した一連の検出器510に換えて、材料ウェブWを横断
しその横断方向における連続した測定信号を与えるかま
たはウェブWの特性値を得る。適当な検出装置を使用す
ることも可能である。
測定すべきウェブWの特性値としては、例えばその厚さ
く径)、湿気1表面平滑性、光沢性あるいは前記測定値
の種々の組み合わせでよい、上記のフィードバック部5
00および検出装置510.520は、しばしば不要で
あるかまたは不便でさえある。そして本発明は大部分「
マニュアル操作で」実行され、システムの操作者が一連
の設定値Q (Z)を与える。このため操作者は、必要
な情報を抄紙機械または後処理装置に属する他の測定シ
ステムおよび/または実験室から受は取る。
上記において、本発明は領域ごとに調整可能なロール1
0に関してのみ扱われたにもかかわらず。
本発明の保護範囲内において、本発明の方法および装置
は各領域で調整可能なロールlOに対応するプレスシュ
ー装置にも適用可能であることが強調される。ここでシ
ュー装置は一般に対向部材、例えばロールまたは第2の
シュー装置とともに、拡張されたニップNpを形成する
。このようなプレスシュー装置は、先行技術において知
られている。そしてそこで、平滑シューまたは平滑シュ
ー群を使用することも可能である。これらの平滑シュー
または平滑シュー群の圧力動作アクチュエータは、本発
明の調整システムにより制御される。プレスシュー装置
に関しては、装置内に公知の可撓性のパンドループおよ
び/または弾性バンドを使用することが可能である。
特許請求の範囲には本発明のさまざまの細目が定義され
、これは本発明の思想の範囲内での変形を示し、実施例
にすぎない上述の細目とは異なることがある。
要約すると、本発明はプレス処理ニップを調整する方法
および装置である。
本方法により、ニップを通して走行する材料ウェブの横
断方向の処理圧力分布が、一連の加圧部材を用いて制御
される0本方法においては、調整システムが用いられ、
これにより加圧部材の有効圧が別々に調整される0本方
法においては、調整すべきニップおよび処理すべきウェ
ブを示す数学的モデルが生成される。ニップの圧力プロ
ファイルの設定値分布Q (Z)が決定され、ここでZ
=1・・・Nであり、Nは、別々に調整可能な加圧部材
または加圧部材群の数によりも実質的に太きくなるよう
に選択される。数学的モデルに基づき、領域変換部がプ
ログラムされる。領域変換部の入力量は設定ライン圧力
Q ・・・QNからなり。
領域変換部の出力量は領域圧力設定値P1・・・PKか
らなる。そして前記領域変換は、材料ウェブの一次負荷
プロファイルが、その設定値プロファイルQ(Z)から
の逸脱を最小化して達成されるように、プログラムされ
る。変換された領域圧力設定値P ・・・PKは、領域
圧力の設定値を生成するように1診断部と保護部を有す
るインテリジェント調整部に送られる。そして調整され
るニップの加圧部材または加圧部材群の各々は、この設
定値により別々に調整される。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による調整システムの原理を示すブロッ
ク図、 第2図は設定値部、領域変換部、および一次負荷のリミ
ッタ部を示す図、 第3図は調整される可変クラウンロールおよび前記ロー
ルによって形成されるニツプヘ−のレギュレータの接続
と、本発明によるシステムのレギュレータ、アクチュエ
ータ、およびフィードバック部を示す図、 第4図は本発明によるレギュレータ部のより詳細な具体
例を示すブロック図、 第5図は本発明によるレギュレータ部内の個々のチャネ
ルのためのレギュレータの具体例を示す図、 第6図は本発明の調整に適する、いわゆる拡張されたニ
ップの機械方向における垂直断面図、かつ第7図のVl
−Vl線断面図、 第7図は第6図の■−■線断面図である。 一群分の  の1 10、、、、、、可変クラウンロール 10A 、 、 、 、 、ブレスシュー11、、、、
、、中心軸 12a、12b 、 、 、負荷シリンダ13、、、、
、、ロールマントル 15、、、、、、圧力シリンダ 1B、、、、、、領域 2G、、、、、、対向ロール 21a、21b 、 、 、6軸 22a、22b 、 、 、軸受支持部材32、、、、
、、シリンダ部 33  ・・・33.シリンダ内径 I   n+1 34  ・・・348.ピストン 1に 35、、、、、、平滑部材 40、、、、、、パンドループ 100  、 、 、 、 、設定値部110 、 、
 、 、 、設定部 120 、 、 、 、 、領域変換部200  、 
、 、 、 、リミッタ部300  、 、 、 、 
、インテリジェントレギュレータ部 310 、 、 、 、 、診断部 320  、 、 、 、 、保護ロジック部340 
 、 、 、 、 、シングルチャネルレギュレータ 350・・・350◆に、圧力レギュレータ400 、
 、 、 、 、ユニット 410 、 、 、 、 、圧力制御バルブ420  
、 、 、 、 、コンバータ500  、 、 、 
、 、フィードバック部510 、 、 、 、 、検
出装置 W、、、、、、ウェブ N  、  、、、ニップ P 。 特許出願人 バルメット ペーパ マシーナリ インコーポレー テッド 代  理  人  香増  孝雄 丸山 隆夫

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、領域ごとに調整可能なロールおよび/または相当の
    プレスシュー装置とその対向部材、例えば対向ロールと
    の間に形成されるニップを通して送られる材料ウェブに
    、該材料ウェブの走行方向と交差する方向に加えられる
    圧力負荷の分布の制御方法であって、前記領域でロール
    に作用する負荷部材、または、該領域で調整可能な前記
    ロールの中心軸に支持された平滑シュー群もしくはその
    同等物などの調整可能なシューが使用され、前記負荷部
    材の圧力動作アクチュエータは調整部により制御され、
    該方法において、設定値部が使用され、該設定値部によ
    り一連の設定値信号Q(Z)が作成され、該信号は、そ
    の調整回路の設定値を構成するように、直接または処理
    部を通して調整部に送られる圧力負荷の分布の制御方法
    において、 該方法において、N個の設定領域が使用され、該N個の
    設定領域によりニップの圧力断面の設定値分布Q(Z)
    がZ=1・・・Nとして設定され、該方法において、前
    記設定領域の数Nは、別々に調整可能な作用部材または
    領域ごとに調整可能なロールまたはシューの部材群の数
    Kよりも実質的に多く選択され、N>>Kであり、 前記設定値部で形成されまたはフィードバック部から該
    設定値部へ送られる設定領域値Q_1・・・Q_N(N
    個)は領域変換部に送られ、該領域変換部において、調
    整可能なニップまたはその同等物の数学的なモデルに基
    づき、領域圧力の設定値P_1・・・P_Kへの変換が
    、材料ウェブ内で、設定値プロファイルQ(Z)からの
    逸脱が実質的に最小となるような一次負荷プロファイル
    が達成され得るように実行されることを特徴とする材料
    ウェブへの圧力負荷の分布の制御方法。 2、請求項1に記載の方法において、前記設定領域の数
    NはN=(1.5・・・3)_XKの範囲であることを
    特徴とする圧力負荷の分布の制御方法。 3、請求項1または2に記載の方法において、前記設定
    値プロファイルQ(Z)のための設定領域の数がN=5
    から50、好ましくはN=10から20であり、前記ロ
    ールの端部を加圧する負荷部材がある場合は該負荷部材
    を含む可変クラウンロールまたは同等物内の調整可能な
    領域の数が、K=5から20、好ましくはK=6から1
    0であることを特徴とする圧力負荷の分布の制御方法。 4、請求項1ないし3のいずれかに記載の方法において
    、前記領域圧力設定値(K個)が前記領域変換部からリ
    ミッタ部へ送られ、該リミッタ部において領域圧力のレ
    ベルが複数の所定の圧力レベル間に制限され、および/
    または隣接する領域圧力間の差が所定の設定された制限
    値よりも低いレベルに制限されることを特徴とする圧力
    負荷の分布の制御方法。 5、請求項1ないし4のいずれかに記載の方法において
    、インテリジェントレギュレータ部が使用され、該イン
    テリジェントレギュレータ部はシステムの動作を診断し
    、これに基づき前記調整回路の何らかの異常な動作状態
    を制御するように動作するよう配置されていることを特
    徴とする圧力負荷の分布の制御方法。 6、請求項5に記載の方法において、前記インテリジェ
    ントレギュレータ部を使用して可変クラウンロール内の
    領域圧力を制御し、前記レギュレータ部の診断部から入
    力される誤り状態の通知に基づいてシングルチャネルレ
    ギュレータの設定値が該レギュレータ部に属する保護ロ
    ジック部によって該可変クラウンロールの保護および可
    能ならば被処理ウェブの保護のため適切な状態に制御さ
    れることを特徴とする圧力負荷の分布の制御方法。 7、請求項1ないし6のいずれかに記載の方法において
    、調整されるニップの後に、被処理ウェブの特性プロフ
    ァイルを該ウェブの横断方向において測定し、該プロフ
    ァイルが直接またはフィードバック部を経由して前記設
    定値部に送られ、これによって一次負荷の設定値分布Q
    (Z)が直接または間接に生成されるように、フィード
    バック接続を行うことを特徴とする圧力負荷の分布の制
    御方法。 8、脱水ニップやカレンダニップなどのプレスニップ内
    における紙ウェブなどの、材料ウェブの処理装置であっ
    て、可変クラウンロールまたは対応するシュー装置およ
    びそれらの対向部材、例えば対向ロールを有し、これら
    が共に、被処理材料ウェブが通過するニップを形成し、
    前記可変クラウンロールまたはシュー装置が、静止部お
    よび該静止部のまわりに回転するシリンダマントルまた
    はバンド、ならびに前記静止部と該マントルまたはバン
    ドの間に配置され圧力負荷領域をなす一連の平滑シュー
    または同等物を有し、これらの各々がパルプまたは同等
    物により制御される領域圧力により加圧され、該処理装
    置は調整システムを含み、該調整システムは設定値部、
    リミッタ部または相当の処理部、調整部、アクチュエー
    タ部を有し、該アクチュエータ部は一連の圧力バルブと
    一連の圧力フローコンバータまたは同等物を含み、これ
    らからフィードバック信号が前記調整部に送られる、材
    料ウェブの処理装置において、 前記設定値部は設定領域部を含み、該設定領域部では、
    該設定領域部により設定できる別々の一次負荷の数が、
    前記可変クラウンロールまたはシュー内のバルブ領域の
    数(K個)よりも実質的に多く(N個)、 前記設定値部はさらに、領域変換部を含み、該領域変換
    部において設定領域値が、前記材料ウェブ内で設定値プ
    ロファイルQ(Z)とできるだけ異ならない一次負荷プ
    ロファイルが得られるように、領域圧力の設定値に変換
    されることを特徴とする材料ウェブの処理装置。 9、請求項8に記載の処理装置において、前記調整部は
    インテリジェントレギュレータ部であり、該インテリジ
    ェントレギュレータ部は、 診断部、保護ロジック部、および平行に連結され、互い
    に独立して動作し、調整可能な領域数と等しい数(K個
    )の一連のレギュレータを有し、 前記可変クラウンロールまたは同等物の端部に作用する
    負荷部材がある場合には該負荷部材を含むことを特徴と
    する材料ウェブの処理装置。 10、請求項9に記載の処理装置において、該処理装置
    は、 フィードバック部および検出装置を有し、該検出装置に
    より、調整システムにより調整されたニップを通して送
    られたウェブの特性プロファイルが該ウェブの横断方向
    において測定され、前記検出装置から測定信号が前記フ
    ィードバック部を通して、または前記設定値部へ直接送
    られ、前記設定値プロファイルQ(Z)を直接または間
    接に形成することを特徴とする材料ウェブの処理装置。 11、請求項8ないし10のいずれかに記載の処理装置
    において、 前記調整されるニップは長さを有する拡張されたニップ
    であり、該拡張されたニップは、好ましくは不浸透のバ
    ンドループ内に置かれたプレスシューの平滑部材とプレ
    スロールまたは相当の第2の平滑シューとの間に形成さ
    れ、 前記プレスシューは一連のシリンダ・ピストン結合を含
    み、該シリンダ・ピストン結合内に、本発明の方法によ
    り調整された媒介圧力がダクトを通して送られることを
    特徴とする材料ウェブの処理装置。 12、圧力処理ニップを調整する方法であって、該方法
    により、処理され、前記ニップを通して送られる材料ウ
    ェブの走行方向と交差する方向における処理圧力の分布
    が、前記ニップを加圧する一連のまたは一群の加圧部材
    を用いて制御され、 前記加圧部材の数Kが所望の圧力分布を形成できるよう
    に十分に多く、 該方法において、前記加圧部材または加圧部材の群の有
    効圧が別々に調整される調整システムが使用される圧力
    処理ニップの調整方法において、該方法は、 (a)調整されるニップおよび処理される材料ウェブを
    示す数学的なモデルを生成する工程と、(b)前記調整
    されるニップの圧力プロファイルの設定値分布Q(Z)
    を決定し、Z=1・・・Nであり、前記別々に調整可能
    な加圧部材または加圧部材群の数KよりもNを実質的に
    大きく選択する工程と、 (c)工程(a)において生成された数学的なモデルに
    基づいて、領域変換部をプログラムし、これにより工程
    (b)により決定される設定ライン圧力Q_1・・・Q
    _Nを前記領域変換部の入力量として適用し、前記領域
    圧力の設定値P_1・・・P_Xを前記領域変換部の出
    力量として適用し、前記領域変換を好ましくはいわゆる
    仮逆変換を用いて起こるようにプログラムし、これによ
    り材料ウェブの線形負荷プロファイルを有効にし、その
    設定値プロファイルからの逸脱を実質的に最小化する工
    程と、(d)工程(c)において変換された領域圧力の
    設定値P_1・・・P_Kを、直接、または調整部、好
    ましくは診断部および保護部を有するインテリジェント
    調整部内の領域圧力の設定値に限定されるように送る工
    程と、 (e)前記調整されるニップの加圧部材または加圧部材
    群の各々を、前記設定値の各々により別々に調整する工
    程 とからなることを特徴とする圧力処理ニップの調整方法
JP63038772A 1987-02-23 1988-02-23 材料ウエブへの圧力負荷の分布の制御方法、材料ウエブの処理装置および圧力処理ニップの調整方法 Expired - Lifetime JP2788009B2 (ja)

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