(57)【要約】【課題】力測定ローラの僅かな巻掛け量でベルト張力の精密な調整が可能となるようにする。【解決手段】力センサ１６が、補正装置１７に作用接続されており、該補正装置１７が、ウェブ張力を、支承力Ｆと、力測定ローラ１５の巻掛け量に関連した値とから算出するようになっていて、調整装置２１に転送するようになっており、力測定ローラ１５の巻掛け量が変化するようになっているようにした。【選択図】図１
2004360166.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行するウェブ（２）、特にパルプ脱水機、抄紙機または塗工機に緊張させるための循環するベルト（２）の張力を調整するための装置であって、ウェブ（２）が、ローラ（６，７，８，９，１５）で変向させられており、該ローラ（６，７，８，９，１５）のうちの少なくとも１つが、力測定ローラ（１５）として形成されており、該力測定ローラ（１５）が、支承力（Ｆ）を測定するための少なくとも１つの力センサ（１６）を有しており、ローラ（６，７，８，９）の少なくとも１つが、張力調整ローラ（８）として形成されており、該張力調整ローラ（８）が、作動駆動装置（１３）によって調節可能に保持されており、該作動駆動装置（１３）が、力センサ（１６）に調整装置（２１）を介して作用接続されている形式のものにおいて、力センサ（１６）が、補正装置（１７）に作用接続されており、該補正装置（１７）が、ウェブ張力を、支承力（Ｆ）と、力測定ローラ（１５）の巻掛け量に関連した値とから算出するようになっていて、調整装置（２１）に転送するようになっており、力測定ローラ（１５）の巻掛け量が変化するようになっていることを特徴とする、走行するウェブの張力を調整するための装置。
【請求項２】
補正装置（１７）に力測定ローラ（１５）の少なくとも２つの力センサ（１６）によって影響が与えられており、該力センサ（１６）が、力測定ローラ（１５）の巻掛け量を算出するために、力測定ローラ（１５）の支承力をベクトルで検出するようになっている、請求項１記載の装置。
【請求項３】
張力調整ローラ（８）と力測定ローラ（１５）とが、同一のローラ（８，１５）によって形成されている、請求項１または２記載の装置。
【請求項４】
ウェブ（２）をローラ（６，７，８，９，１５）によって変向させ、該ローラ（６，７，８，９，１５）のうちの少なくとも１つが、力測定ローラ（１５）として形成されており、該力測定ローラ（１５）の支承力（Ｆ）を測定し、ローラ（６，７，８，９，１５）の少なくとも１つが、張力調整ローラ（８）として形成されており、該張力調整ローラ（８）を作動駆動装置（１３）によってベルト張力の調整により調節して、走行するウェブ（２）、特にパルプ脱水機、抄紙機または塗工機に緊張させるための循環するベルト（２）の張力を調整するための方法において、ウェブ（２）を力測定ローラ（１５）に作動駆動装置（１３）の調節時に種々異なる量で巻き掛け、この場合、ベルト張力を、力測定ローラ（１５）の、測定された支承力（Ｆ）と、力測定ローラ（１５）の巻掛け量に関連した値とから算出することを特徴とする、走行するウェブ（２）の張力を調整するための方法。
【請求項５】
ベルト張力を、力測定ローラ（１５）の、測定された支承力（Ｆ）と、補正ファクタとから算出し、該補正ファクタに個々のローラ（６，７，８，９，１５）の位置によって影響が与えられており、張力調整ローラ（８）の、変化させられる位置（ｘ）に影響が与えられている、請求項４記載の方法。
【請求項６】
力測定ローラ（１５）の支承力（Ｆ）をベクトルで検出し、この場合、測定された支承力（Ｆ）からベルト張力を算出するための補正ファクタを検出するために、支承力（Ｆ）の方向から、ウェブ（２）による力測定ローラ（１５）の巻掛け量を算出する、請求項４または５記載の方法。
【請求項７】
力測定ローラ（８）が、巻取り器（２７）に対応配置されている、請求項４から６までのいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行するウェブ、特にパルプ脱水機、抄紙機または塗工機に緊張させるための循環するベルトの張力を調整するための装置であって、ウェブが、ローラで変向させられており、該ローラのうちの少なくとも１つが、力測定ローラとして形成されており、該力測定ローラが、支承力を測定するための少なくとも１つの力センサを有しており、ローラの少なくとも１つが、張力調整ローラとして形成されており、該張力調整ローラが、作動駆動装置によって調節可能に保持されており、該作動駆動装置が、力センサに調整装置を介して作用接続されている形式のものに関する。
【０００２】
さらに、本発明は、ウェブをローラによって変向させ、該ローラのうちの少なくとも１つが、力測定ローラとして形成されており、該力測定ローラの支承力を測定し、ローラの少なくとも１つが、張力調整ローラとして形成されており、該張力調整ローラを作動駆動装置によってベルト張力の調整により調節して、走行するウェブ、特にパルプ脱水機、抄紙機または塗工機に緊張させるための循環するベルトの張力を調整するための方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
実際の使用から、ペーパウェブを脱水するための循環する抄き網が知られている。この場合、ペーパウェブが、水をペーパウェブから押し出すために、抄き網に向かって押圧される。この場合、循環するベルト（抄き網）はエンドレスベルトとして形成されていて、ペーパウェブと同じ速度で循環する。摩擦なしの脱水過程を得るためには、循環するベルトがある程度の誤差内で、設定された引張り応力で負荷されることが重要となる。このことは、ベルト張力の調整によって行われる。この場合、ローラの１つが、ベルト張力を測定するための力測定ローラとして形成されており、別のローラが張力調整ローラとして形成されている。この場合、力測定ローラは、互いに反対の側に位置する両軸受けにそれぞれ１つの力センサを有している。この力センサが支承力を測定する。張力調整ローラは、循環するベルトを多かれ少なかれ緊張させるために、作動モータによって調節される。閉ループ制御回路を得るためには、力センサが調整装置を介して張力調整ローラに作用接続されている。測定された支承力から直接ベルト張力を検出することができるようにするためには、循環するベルトが力測定ローラで１８０゜だけ変向させられる。この場合、力測定ローラには抄き網が作動駆動装置の位置と無関係に常に同じ形式で巻き掛けられ、これによって、測定された支承力が直接ベルト張力を示している。力測定ローラの大きな巻掛け量に基づき、ベルトを内面だけでなく外面でもローラによって検出することが必要となる。これによって、循環するベルトの、ペーパ接触させられる側もローラによって検出されるので、このローラにペーパウェブからのパーティクルが堆積され得る。このパーティクルはペーパウェブに欠陥を生ぜしめ、したがって、所望されていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、走行するウェブの張力を調整するための装置および方法を改良して、力測定ローラの僅かな巻掛け量でベルト張力の精密な調整が可能となるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この課題を解決するために本発明の装置では、力センサが、補正装置に作用接続されており、該補正装置が、ウェブ張力を、支承力と、力測定ローラの巻掛け量に関連した値とから算出するようになっていて、調整装置に転送するようになっており、力測定ローラの巻掛け量が変化するようになっているようにした。
【０００６】
さらに、この課題を解決するために本発明の方法では、ウェブを力測定ローラに作動駆動装置の調節時に種々異なる量で巻き掛け、この場合、ベルト張力を、力測定ローラの、測定された支承力と、力測定ローラの巻掛け量に関連した値とから算出するようにした。
【発明の効果】
【０００７】
本発明による装置は、走行するウェブ、特に循環するベルトの張力を調整するために働く。この場合、特にパルプ製造機または抄紙機のフェルトベルトまたは抄き網もしくは塗工機が考えられている。この場合、循環するベルトが、可能な限り少ないローラによって変向させられると有利である。この場合、これらのローラは、循環するベルトを可能な限り、ペーパ接触させられない側によってしか検出しないようになっている。しかし、このことは、循環するベルトが、個々の各ローラによって１８０゜よりも少ない角度だけ変向させられる場合にしか実現することができない。さらに、摩擦なしの運転のためには、循環するベルトの張力をコンスタントに保持することが必要となる。このことは、張力調整装置によって行われる。この張力調整装置には、循環するベルトを変向させる力測定ローラの少なくとも１つの力センサによって影響が与えられる。この場合に検出された支承力がベルト張力に対する量である。調整装置は、調節可能な張力調整ローラの作動駆動装置に作用する。張力調整ローラはベルト張力を調整装置の出力信号に相応して制御する。この場合、張力調整ローラの調節によって、力測定ローラの巻掛け量が変化させられるという問題が生ぜしめられる。この条件下では、支承力がベルト張力に対する一義的な値を生ぜしめないので、循環するベルトが、張力調整ローラの位置に応じて、種々異なるベルト応力に調整される。この問題を解決するために、力センサに補正装置が対応配置されている。この補正装置は力測定ローラの巻掛け量を考慮する。補正装置は、支承力と力測定ローラの巻掛け量とからベルト張力を算出し、このベルト張力を調整装置に実際値として転送する。こうして、調整装置が、張力調整ローラの位置ひいてはこれに基づき生ぜしめられる、循環するベルトの巻掛け量と無関係にベルト応力をコンスタントな値に調整することが保証されている。このことは、あらゆる運転状態で不変の製品品質を保証している。特にベルトが不正確に逸らされている場合には役割を果たさない。なぜならば、特にこれに基づき生ぜしめられる、力測定ローラの巻掛け量の値がベルト張力の検出時に考慮されるからである。
【０００８】
補正装置の特に簡単な実現は、この補正装置に張力調整ローラの位置ひいては作動駆動装置のその都度の位置によって影響が与えられている場合に明らかとなる。この位置は、ストローク発信器によって直接検出することができる。このストローク発信器は、たとえば作動駆動装置の駆動軸に接続されている。この場合、ストローク発信器は、作動駆動装置の、移動させられた距離を検出し、これによって、あらゆる運転状態での張力調整ローラの各位置が知られている。増分的なストローク検出の事例では、作動駆動装置に少なくとも１つのリミットスイッチが対応配置されていると有利である。このリミットスイッチはストローク検出のゼロ点調整を確保している。
【０００９】
補正装置をさらに改善するためには、この補正装置に、隣り合ったローラに対する力測定ローラの相対的な位置によって影響が与えられていると有利である。この事例では、力測定ローラの巻掛け量を３つのローラの軸線の位置から直接算出することができる。この場合、これらのローラの１つが作動駆動装置によって調節可能となる。
【００１０】
補正装置の簡単な実現は、この補正装置に記憶装置が対応配置されている場合に明らかとなる。この記憶装置には、定置のローラの位置がファイルされている。この場合、力測定ローラに隣り合ったローラの位置が記憶されていれば十分である。なぜならば、残りのローラは力測定ローラの巻掛け量に決して影響を与えないからである。力測定ローラに隣り合ったローラならびに力測定ローラ自体の既知の位置から、力測定ローラの巻掛け量ひいてはベルト張力を算出するために必要となる補正ファクタを容易に検出することができる。
【００１１】
択一的または付加的には、補正装置に力測定ローラの少なくとも２つの力センサによって影響が与えられていると有利である。両力センサは種々異なる方向に作用するので、力測定ローラの支承力が力センサによってベクトルで検出される。このベクトルでの支承力から、支承力の量のほかに、この支承力の方向も検出することができる。この方向に基づき、力測定ローラの巻掛け量を測定することができる。この場合、特に隣り合ったローラの正確な位置を知ることは必要ないので、ローラ構造の構造上の変更が、測定結果に影響を与えることなしに保たれる。
【００１２】
廉価なかつ妨害の少ない簡単な構造を得るためには、可能な限り少ない変向ローラを、循環するベルトのために使用することが重要となる。抄き網をペーパウェブに向かって押圧する２つのローラのほかに、基本的には、旋回可能なウェブ走行調整ローラが設けられている。このウェブ走行調整ローラによって、循環するベルトが案内される。可能な限り僅かな数のローラで十分となるようにするためには、張力調整ローラと力測定ローラとが同一のローラによって形成されていると有利である。これによって、力測定ローラが作動駆動装置によって調節される。このことは、循環するベルトによる巻掛け量の比較的大きな変化を生ぜしめる。しかし、この変化させられる巻掛け量は、確実な張力調整を得るために、補正装置によって十分考慮される。
【００１３】
抄紙機の、可能な限り妨害の少ない運転を保証するためには、全てのローラが同一のベルト側、有利にはペーパウェブによって接触させられないベルト側を検出すると有利である。これによって、ペーパウェブから解離するパーティクルがベルトに堆積し、ペーパウェブへの新たな伝達時にもはや許容不能な欠陥を生ぜしめることが阻止される。
【００１４】
本発明による方法では、走行するウェブ、特に循環するベルトがローラによって変向させられる。少なくとも１つのローラは力測定ローラとして形成されている。この力測定ローラの支承力が測定される。少なくとも１つのローラ、有利には力測定ローラは張力調整ローラとして形成されている。この張力調整ローラは作動駆動装置によって調節される。この場合、張力調整ローラの調節は、循環するベルトのベルト張力の調整によって行われる。有利には、循環するベルトの一方の側しか検出しない、可能な限り少ないローラを使用しなければならないために、力測定ローラに、作動駆動装置の調節時に種々異なる量で、循環するベルトが巻き掛けられるので、ベルト張力が、測定された支承力にもはや比例していない。にもかかわらず、循環するベルトに対する整然とした張力調整を得るために、測定された支承力から、力測定ローラのその都度の巻掛け量を考慮して、ベルト張力が算出される。これによって、整然としたベルト張力調整が張力調整ローラのあらゆる位置で得られる。
【００１５】
可能な限り僅かなデータ処理手間を得るためには、ベルト張力が、力測定ローラの、測定された支承力と、補正ファクタとから算出されると有利である。この場合、この補正ファクタは、個々のローラの位置と、張力調整ローラの、変化させられる位置とを考慮する。これらの位置から、力測定ローラの巻掛け量を直接検出することができる。
【００１６】
択一的または付加的には、力測定ローラの支承力がベクトルで検出されると有利である。この場合、ベルト張力に対する補正ファクタを検出するために、支承力の方向から、ベルトによる力測定ローラの巻掛け量が算出される。こうして、ベルト張力の、ベルトジオメトリとほぼ無関係の算出が得られる。
【００１７】
さらに、力測定ローラの巻掛け量を測定するために、ベルトの位置がセンサによって検出されると有利である。このセンサは、有利には、循環するベルトに向かってばね弾性的に押圧されるローラによって形成される。このローラの位置から、力測定ローラの巻掛け量を直接検出することができる。択一的には、ベルトの位置を検出する非接触式のセンサ、たとえば超音波センサが考えられていてもよい。
【００１８】
さらに、力測定ローラが巻取り器に対応配置されていると有利である。この場合、ウェブの、力測定ローラから出発する区分は巻取り器に直接供給されるので、この区分の角度位置が巻取り器の直径に応じて適宜に変化させられる。この場合、これに基づき生ぜしめられる、力測定ローラの巻掛け量の変化が補正されるので、ウェブ力が十分正確に検出可能となる。力測定ローラと巻取り器との間には決して別のローラは設けられていないので、こうして、ウェブ張力を巻取り器の領域で特に高い精度で検出することができ、ウェブ応力調整によって補正することができる。
【００１９】
本発明の別の利点および特徴は、本発明の複数の実施例を記載した、所属の図面に基づく以下の発明を実施するための最良の形態に詳しく説明してある。しかし、当然ながら、図面の簡単な説明は、本発明の図示の目的にしか使用されず、本発明の保護範囲を限定するものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面につき詳しく説明する。
【００２１】
図１には、循環するベルト２の張力を調整するための装置１の第１の構成の概略図が示してある。ベルト２は、この実施例では、抄紙機の脱水装置３の抄き網によって形成される。脱水装置３は、回転可能なドラム４を有している。このドラム４には、湿ったペーパウェブ５が巻き掛けられる。外面でベルト２がペーパウェブ５に向かって押圧され、これによって、このペーパウェブ５が抄き網２とドラム４との間に保持されている。この場合、ベルト２は、ペーパウェブ５に対する所望の脱水作用を得るために、設定された引張り応力下にある。この場合、ペーパウェブ５に含有された過剰の水分が抄き網２の圧力に基づき、この抄き網２を押し通される。十分な脱水作用を得るためには、複数の脱水装置３が連続して配置されている。
【００２２】
ベルト２は４つのローラ６，７，８，９によって変向させられる。この場合、ローラ６，９はその軸方向位置で定置に形成されていて、したがって、純粋な変向ローラ６，９として働く。ローラ７は矢印方向１０に旋回可能に支承されていて、ベルト走行調整ローラを形成している。このベルト走行調整ローラ７の旋回によって、ベルト２の走行方向に影響を与えることができる。このことは、ベルト２を位置保持するために重要となる。このためには、エッジフィーラ１１が設けられている。このエッジフィーラ１１はベルト２の位置を検出しかつベルト走行調整器１２に供給する。このベルト走行調整器１２は、エッジフィーラ１１から送出された信号を目標値と比較しかつベルト走行調整ローラ７の作動駆動装置（図示せず）を適宜に制御する。こうして、ベルト走行調整が得られる。
【００２３】
循環するベルト２の所望の張力を生ぜしめるためには、張力調整ローラ８が作動駆動装置１３によって矢印方向１４に調節可能である。張力調整ローラ８が、破線で示した位置から右方に十分運動させられればさせられるほど、ベルト２に加えられる張力がますます高くなる。
【００２４】
可能な限り少ないローラ６，７，８，９で十分となるようにするためには、張力調整ローラ８が同時に力測定ローラ１５として形成されている。この目的のためには、この力測定ローラ１５が両軸受けに、支承力を測定する力センサ１６を装備している。この力センサ１６は、互いに垂直に延びる２つの方向での力測定ローラ１５の支承力を検出するので、支承力の量ほかに、この支承力の方向も測定することができる。
【００２５】
力センサ１６は補正装置１７に作用接続されている。この補正装置１７は、測定されたベクトルの支承力Ｆからベルト張力を算出する。この場合、補正装置１７は、力センサ１６によって検出された値からベルト引張り応力Ｓに対する以下の式：すなわち、
【００２６】
【数１】
2004360166.tif 000003
を算出する。
【００２７】
この場合、｜Ｆ｜は、検出された支承力Ｆの量であり、αは、測定された力方向と、両ローラ７，８の間のベルト走行方向との間の角度である。単に実施例を簡単にするために、張力調整ローラ８の調節方向が両ローラ７，８の間のベルト走行方向に対して平行に選択されており、これによって、ベルト張力Ｓを算出するための簡単な幾何学的な条件が得られる。
【００２８】
択一的または付加的には、補正装置１７がストローク送信器１８に作用接続されている。このストローク送信器１８は作動駆動装置１３のその都度の位置を検出する。有利には、ストローク送信器１８が作動駆動装置１３の駆動軸１９に作用接続されている。この接続によって、補正装置１７が、張力調整ローラ８の位置を表す信号を獲得する。補正装置１７には記憶装置２０が対応配置されている。この記憶装置２０にはローラ７，９の位置がファイルされている。これによって、補正装置１７にローラ７，８，９の位置が知られているので、三角法による簡単な算出によって、力測定ローラ８に対するベルト２の走入・走出角度を測定することができる。この場合、支承力方向の角度αが、
【００２９】
【数２】
2004360166.tif 000004
に対して算出される。
【００３０】
この場合、Ｈは、両ローラ７，８の間のベルト平面への垂直な投影方向での両ローラ８，９の間の高さ差もしくはローラ間隔であり、ｘは、変向ローラ９の位置に対する張力調整ローラ８のその都度の位置である。したがって、位置ｘ＝０は、張力調整ローラ８が、両ローラ７，８の間で見て、循環するベルト２の平面に対して垂直に合同に位置することとなる、張力調整ローラ８の位置に相当している。この位置は破線で示してある。これによって、ベルト張力を直接、測定された支承力Ｆと、ローラ７，９の位置と、張力調整ローラ８のその都度の位置ｘとから測定することができる。
【００３１】
択一的または付加的には、センサ２４が設けられている。このセンサ２４は、循環するベルト２の、力測定ローラ１５に走入する区分を検出する。基本的には、循環するベルト２の、力測定ローラ１５から走出する区分が別のセンサ２４によって検出されてもよい。しかし、このことは、本実施例では不要である。なぜならば、この走出する区分の位置は張力調整ローラ８の位置と無関係であるからである。
【００３２】
センサ２４は、旋回可能に支持された、自由に回転可能なローラ２５を有している。このローラ２５は、循環するベルト２に向かってばね弾性的に押圧される。さらに、センサ２４はポテンショメータ２６を有している。このポテンショメータ２６はローラ２５の旋回位置を検出しかつ電気的な信号に変換する。この電気的な信号は、力測定ローラ１５の巻掛け量に比例していて、補正装置１７に供給される。
【００３３】
補正装置１７は調整装置２１に作用接続されている。この調整装置２１は、補正装置１７によって検出されたベルト張力を実際値として受け取り、目標値発信器２２の目標値と比較する。調整装置２１は、有利にはＰＩＤ特性を有していて、調整装置２１の出力部２３で作動駆動装置１３に作用する。これによって、目標値発信器２２から送出される目標値の調整によって、所望のベルト引張り応力を調整することができる。次いで、このベルト引張り応力が調整装置２１によって張力調整ローラ８の調節により調整される。
【００３４】
図２には、図１に示した装置１の第２の構成の概略図が示してある。この場合、同じ符号は同じ部材を示している。以下には、図１に示した構成と異なる点しか説明しない。図２に示した装置１は、走行するウェブ２の張力を検出しかつ調整するために働く。ウェブ２はローラ６，１５を介して変向させられ、巻取り器２７に巻き上げられる。逆のウェブ走行方向では、巻取り器２７が繰出し器として使用されてもよい。
【００３５】
ローラ１５は力測定ローラとして形成されている。この力測定ローラの支承力は力センサ１６によってベクトルで検出される。力測定ローラ１５は、ウェブ２の所望の張力を生ぜしめるために、矢印方向１４に作動駆動装置１３によって調節可能である。力測定ローラ１５の巻掛け角度αは、一方では力測定ローラ１５の位置によって規定され、他方では巻取り器２７の直径によって規定される。この直径は、巻上げ過程もしくは繰出し過程の経過に応じて変化させられる。にもかかわらず、ベクトルでの力測定ローラ１５の支承力の検出に基づき、ベルト張力を十分正確に検出することができる。
【００３６】
本発明の幾つかの実施例は図示もしくは説明されていないので、当然ながら、特許請求の範囲によって規定された本発明の主要な思想および保護範囲を逸脱することなしに、前述した実施例の多数の改良および変更が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】ベルトの張力を調整するための装置の第１の構成の概略図である。
【００３８】
【図２】ウェブを調整するための装置の第２の構成の概略図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  装置、  ２  ベルト、  ３  脱水装置、  ４  ドラム、  ５  ペーパウェブ、  ６  変向ローラ、  ７  ベルト走行調整ローラ、  ８  張力調整ローラ、  ９  変向ローラ、  １０  矢印方向、  １１  エッジフィーラ、  １２  ベルト走行調整器、  １３  作動駆動装置、  １４  矢印方向、  １５  力測定ローラ、  １６  力センサ、  １７  補正装置、  １８  ストローク発信器、  １９  駆動軸、  ２０  記憶装置、  ２１  調整装置、  ２２  目標値発信器、  ２３  出力部、  ２４  センサ、  ２５  ローラ、  ２６  ポテンショメータ、  ２７  巻取り器、  Ｆ  支承力、  Ｈ  高さ差、  ｘ  位置、  α  角度
【図１】
2004360166.tif 000005
【図２】
2004360166.tif 000006