NO853173L - Fremgangsmaate og innetning for avstyrkning av en vandrende overflate. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en forbedring ved avstryknings-blader og anvendelsen av disse ved avstrykning av roterende sylindere, vandrende belter eller bånd, plater og liknende.

Avstrykning eller avskrapning er en velkjent pro-sess som i stor utstrekning benyttes ved en rekke forskjellige industrielle anvendelser, deriblant materialbanebehand-ling, belegning og trykning, matvarebehandling, kjemisk behandling,.etc. Ved en typisk avstrykningsoperasjon, som vist for eksempel på fig. 1 og 2, har en bladholder 10 sam-virkende kjever 12, 14 som avgrenser en sliss 16 som er åpen ved den ene ende og lukket ved den motsatte ende ved hjelp av en bunn- eller seteflate 18. Et langstrakt avstrykningsblad 20 er opptatt i slissen 16. Bladet har en frontkant 20a som rager ut fra holderen og som er tilpasset til å pålegges eller anbringes mot den overflate som skal avstrykes og som i dette tilfelle er illustrert som overflaten 22 av en sylinder som roterer i den retning som er angitt med en pil 24. Avstrykningsvinkelen "x" kan være stump, som vist, eller den kan være spiss eller perpendikulær, avhengig av avstrykermontasjens generelle konstruksjon og den funksjon som skal utføres av bladet. Vanligvis benyttes stumpe bladvinkler for rengjøring, og spisse bladvinkler benyttes for avstrykning. En perpendikulær blad-vinkel benyttes iblant for spesielle kreppingsoperasjoner.

Den avstrøkne overflate 22 har en "flatebredde"-dimensjon "w" som er stort sett lik avstrykningsbladets lengde "1". Ved mange anvendelser er den avstrøkne overflate 22 i hovedsaken rett eller flat, i hvilket tilfelle bladholderen normalt er forsynt med en rett konstruksjon som er parallell med den avstrøkne overflate. Ved noen anvendelser kan imidlertid den avstrøkne overflate være konveks eller hvelvet, hvilket krever en liknende hvelving av holderen.

Avstrykningsbladene 20 fremstilles konvensjonelt som flate elementer, med rette, parallelle for- og bakkanter 20a, 20b. Under normal drift bringes bladet i kontakt med den overflate 22 som skal avstrykes, og som vist på fig. 3 anvendes en ytterligere belastning L etter behov for på tilfredsstilende måte å utføre den tilsiktede funksjon som for eksempel kan være overflaterengjøring, bane-nedbøyning og banehåndtering, krepping, måling eller por-sjonering av farger eller banebelegg, etc.

Som et resultat av belastningen L utøver den avstrøkne overflate 22 en like stor, men motsatt kraft Lq på bladet 20. Bevegelsen av den overflate som avstrykes, frembringer dessuten en andre kraft M som virker i hovedsaken normalt på kraften LQ. Kraften M er lik summen av det effektive arbeid som utføres av avstrykningsbladet, og friksjonsmotstanden mot den relative bevegelse mellom den avstrøkne overflate 22 og bladets forkant. Resultanten av kreftene L og M er en kraft R som er orientert i en vinkel r i forhold til kraften M.

Som vist på fig. 4, kan resultantkraften R opp-løses videre i en aksialkraftkomponent P som virker i bladets plan, og en tverrkraftkomponent N som virker normalt på bladet. Tverrkraftens N fortegn (+) vil skifte ved vinkelen (r + b) = 180°, for derved å tilkjennegi at en eventuell ikke-symmetrisk bladholder må omsnus for å øke riktig operasjon.

Aksialkraftens P fortegn gjennomgår en endring ved vinkelen (b + r) = 90°. Innenfor området (b + r) <90° virker kraften P til å trekke bladet bort fra bladholderen. I slike situasjoner må bladet være innspent eller fastholdt ved hjelp av klemkjever, tapper eller liknende.

Innenfor området (b + r) >90° (den tilstand som er vist på fig. 4) virker kraften P til å presse bladet inn i holderen og mot seteflaten 18 ved bunnen av slissen 16.

Når et avstrykningsblad 20 belastes mot den overflate 22 som avstrykes, virker bladet som en friksjonsbrems som forbruker energi, og det meste av denne energi omdannes til friksjonsvarme. En del av friksjonsvarmen oppvarmer overflaten 22, en annen del av friksjonsvarmen forsvinner inn i den omgivende luft, behandlingsvæskene dersom sådanne er til stede, eller det materiale som avstrykes, og enda en annen del av friksjonsvarmen oppvarmer den kontaktende overflate ved avstrykningsbladets forkant 20a. Bladets kontakt- flate blir således en varmekilde, og denne varme ledes bakover mot den bakre bladkant 20b. På grunn av strålings-varmetap som forekommer ved den avdekkede bladoverflate, og ytterligere varmetap som følge av ledning gjennom bladholderens 10 understøttende kjever 12, 14, holdes imidlertid bladets bakre kant 20b vanligvis på en lavere temperatur enn forkanten 20a. Under en avstrykningsoperasjon eksiste-rer således en temperaturforskjell mellom avstrykningsbladets fremre og bakre kanter.

Etter hvert som bladets temperatur øker, vil blad-materialet ha en tendens til å unngå lineær utvidelse. På grunn av temperaturforskjellen mellom de fremre og bakre kanter vil imidlertid forkanten utvide seg lineært i større grad enn den bakre kant. Dersom bladet var totalt uhemmet, ville det ha en tendens til å bøye seg eller krumme seg utover ved midtpunktet av sin lengde. Slik som foran for-klart, når bladet arbeider i vinkelområdet (b + r) <90°, presser imidlertid aksialkraften P bladet inn i holderen og mot seteflaten 18, og undertrykker derved bladets tendens å bøye eller krumme seg utover. Det varme frontkant-parti av bladet tillates således ikke å utvide seg fritt, men tvinges i stedet inn i langsgående kompresjon. Dette er en ustabil tilstand som fører til tilfeldig utbøyning eller forvridning av bladets forkant. Denne tilstand beteg-nes konvensjonelt som "bladkant-varmekrusning"..

Utpreget bladkantvarmekrusning kan i vesentlig grad forstyrre ellerødelegge bladtilpasningen og/eller ensartetheten av bladbelastningsfordeling, hvilket på sin side i alvorlig grad kan forstyrre avstrykningsprosessen. Konvensjonelt kontrolleres bladkantvarmekrusning ved økning av belastningen N (se fig. 4). En eventuell økning av belastningen N er imidlertid uunngåelig ledsaget av en rekke alvorlige ulemper, deriblant øket frembringelse av friksjonsvarme, ."akselerert slitasje av bladet og den avstrøkne overflate, og øket energiforbruk.

Hovedformålet med den foreliggende oppfinnelse er å eliminere bladkantvarmekrusning uten å øke belastningen N, for derved å gjøre det mulig å unngå de ledsagende ulemper som er omtalt ovenfor. Dette oppnås ved å forbelaste eller forspenne bladet på en slik måte at strekkspenninger induseres eller fremkalles i den fremre bladkant i retningen av bladets lengde. Nivået av disse strekkspenninger ligger under bladmaterialets flytegrense, men likevel tilstrekkelig høyt til å hindre trykkspenninger fra å utvikles ved bladets forkant som et resultat av at varme genereres på grunn av friksjonskontakt mellom bladet og den vandrende overflate som avstrykes.

I en foretrukket utførelse av oppfinnelsen som skal beskrives nærmere i det følgende, fremstilles bladet med en forutbestemt størrelse av fremre og bakre kantkrum-ning, idet forkanten er konkav og bakkanten er konveks. Etter å være innført i en holder med en rett seteflate, presses bladets konvekse bakkant mot og inn i overensstemmelse med den rette seteflate, slik at det etableres strekkspenninger i bladets forkant og trykkspenninger i bladets bakkant. Disse strekk- og trykkspenninger er orientert i bladets lengderetning.

Geometrien av kantkrumningene kan være lik geometrien til en enkel bue eller radius, en klassisk nedbøy-ningskurve, eller hvilken som helst forutbestemt, sammen-satt form som er egnet for hvilken som helst spesifikk avstrykningsanvendelse.

Slik det for tiden er uttenkt for normale av-strykningsanvendelser, vil bladet ha en konstant bredde med parallelle for- og bakkanter. For spesielle anvendelser, som for eksempel når bladets belastningsprofil skal varieres tvers over den avstrøkne overflate, kan imidlertid bladet ha en varierende bredde med for- og bakkanter som oppviser forskjellige kurvaturer.

Andre formål, særtrekk og fordeler ved oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende under henvisning til tegningene, der fig. 1 viser en skjematisk illustrasjon i sideriss av en avstrykningsbladmontasje, fig. 2 viser et grunnriss av avstrykningsbladmontasjen på fig. 1 med deler delvis bortskåret, fig. 3 er et diagram som viser de krefter som bladet utsettes for under en avstrykningsoperasjon, fig. 4 viser et annet kraftdiagram, fig. 5 er et grunnriss som viser et blad ifølge oppfinnelsen, med graden av kant-krumning overdrevet for illustrasjonsformål, fig. 6 viser et enderiss av det blad som er vist på fig. 5, fig. 7 er et grunnriss som viser bladet på fig. 5 og 6 opptatt i en bladholder på et stdium forut for forbelastning eller forspenning, og fig. 8 er et liknende riss som fig. 7 som viser bladet etter at det er blitt utsatt for forspenning.

Idet det henvises til fig. 5 og 6, er et avstrykningsblad 30 i overensstemmelse med oppfinnelsen vist å omfatte et langstrakt, flatt element med i hovedsaken ens-artet bredde og med en konkav forkant 30a og en konveks bakkant 30b. For- og bakkantene er parallelle med hver-andre, idet deres krumningsgrader er overdrevet vesentlig for illustrasjonsformål. Hakk 32 er anordnet nær bladets ender.

Som vist på fig. 7, er bladet 30 tilpasset for innføring i den opptagende sliss i en bladholder 10 av den type som er vist på fig. 1 og 2, idet den bakre, konvekse bladkant 30b strekker seg langs og nær bladholderens rette seteflate 18. På det stadium som er vist på fig. 7, er bladet ubelastet, med den konkave forkant 30a ragende utover fra holderen.

Konvensjonelle fastspenningsmontasjer, som for eksempel pneumatiske stempel-sylinder-enheter 34, sammen-koples deretter med bladets ender ved hjelp av hakkene 32. Stempel-sylinderenhetene 34 blir deretter inntrukket, hvilket bevirker at bladets konvekse bakkant 30b trekkes mot og i overensstemmelse med bladholderens rette seteflate 18. Når dette skjer, gjennomgår også den konkave forkant 30a utretting. Nettoresultatet er at bladet i den tilstand som er vist på fig. 8, er blitt forbelastet eller forspent i en slik grad at strekkspenninger i retningen av bladets lengde er fremkalt i forkanten 30a, og trykkspenninger i retningen av bladets lengde er fremkalt i bakkanten 30b.

Når det således forspente blad anvendes ved avstrykning, frembringer ikke friksjons-bladkantoppvarming trykkspenninger og resulterende utbøyningsustabilitet eller kantvarmekrusning, på grunn av at tendensen til å utvikle sådanne trykkspenninger bare virker til å avlaste de tid-ligere fremkalte strekkforspenninger. Dette resultat oppnås uten økning av den bladbelastning N som er vist på fig. 4. Således blir genereringen av friksjonsvarme minimert, liksom også slitasje av bladet og den avstrøkne overflate, og energiforbruk. Nivået av strekkspenninger som fremkalles i bladets frontparti, holdes innenfor et passende om-råde som ligger under bladmaterialets flytegrense, men likevel tilstrekkelig høyt til å avlaste eventuelle trykkspenninger som ellers kunne fremkalles som et resultat av friksjonsoppvarming.

Strammingen eller strekkingen av den avstrykende forkant er også gunstig ved at den virker til å utjevne eventuell bølgedannelse eller avvikelse fra flathet som muligens kunne ha blitt overført til bladet som et resultat av mishandling. Når videre bladet drives i en vinkel i området (b + r) <90°, vil de krefter som utøves for å presse bladet mot seteflaten 18, motsette seg en eventuell kraft som har en tendens til å trekke bladet ut av holderen, og bevarer derved integriteten av den opprinnelige bladtil-pasning og belastningsprofil under senere avstrykning.

I lys av den foregående beskrivelse vil det nå innses av fagfolk på området at endringer og modifikasjoner kan gjøres av den viste utførelse uten å avvike fra oppfin-nelsens ramme slik den er definert i de etterfølgende krav. For eksempel kan andre arrangementer og teknikker benyttes for å oppnå det ønskede nivå av strekkspenning i den fremre bladkant. Under visse omstendigheter kan det også væreønskelig å variere bladets bredde og å bibringe ulike krum-ninger til de fremre og bakre kanter.

Claims (10)

1. Avstrykningsbladmontasje omfattende en bladholder og et langstrakt avstrykningsblad med fremre og bakre kanter som strekker seg langs bladets lengde, idet bladet er dimensjonert og utformet for å opptas i og understøttes av holderen med forkanten ragende ut fra holderen for frik-sjonsmessig anbringelse mot en vandrende overflate som skal avstrykes,karakterisert vedat den omfatter en anordning for forspenning av bladet på en slik måte at strekkspenninger fremkalles ved forkanten i retning av bladets lengde, idet strekkspenningene ligger under bladets flytegrense, men likevel tilstrekkelig høyt til å motvirke utvikling av trykkspenninger ved forkanten når denne opp-varmes ved friksjonskontakt med den nevnte vandrende overflate under en avstrykningsoperasjon.

2. Avstrykningsbladmontasje ifølge krav 1,karakterisert vedat det som et resultat av at bladet er forspent, er fremkalt trykkspenninger i bladets bakkant i retning av bladets lengde.

3. Avstrykningsbladmontasje ifølge krav 2,karakterisert vedat bladet forut for forspenning eller forbelastning har en konkav forkant og en konveks bakkant.

4. Avstrykningsbladmontasje ifølge krav 3,karakterisert vedat bladets for- og bakkanter er i hovedsaken parallelle forut for bladets forspenning eller forbelastning.

5. Avstrykningsbladmontasje ifølge ett av kravene 2-4,karakterisert vedat bladholderen har en i hovedsaken rett seteflate, og at det er tilveiebrakt en kraftutøvende anordning for å presse bladets bakkant mot og inn i overensstemmelse med seteflaten.

6. Avstrykningsbladmontasje ifølge krav 5,karakterisert vedat bladets for- og bakkanter er utrettet som et resultat av at bakkanten er presset mot seteflaten ved hjelp av den kraftutøvende anordning.

7. Avstrykningsbladmontasje for avstrykning av en vandrende overflate, omfattende en bladholder med en opptagende sliss som er avgrenset i det minste delvis av en i hovedsaken rett seteflate, og et langstrakt avstrykningsblad som er dimensjonert for innføring i den opptagende sliss, idet avstrykningsbladet har en utragende forkant som er tilpasset til å anbringes i kontakt med den vandrende overflate, og en bakkant som er tilpasset til å anbringes mot den nevnte seteflate,karakterisert vedat for- og bakkantene strekker seg langs bladets lengde og er henholdsvis konkave og konvekse når bladet er løst opptatt i slissen, og at en kraftutøvende anordning er knyttet til bladholderen for å presse bakkanten mot seteflaten for å rette ut for-og bakkantene og derved fremkalle strekk- og trykkspenninger i bladets lengderetning i henholdsvis bladets forkant og bakkant.

8. Avstrykningsblad omfattende en flat, langstrakt del med en forkant som er tilpasset til å anbringes mot en vandrende overflate som skal avstrykes, og en bakkant som er tilpasset til å opptas i en bladholder, karakterisert vedat for- og bakkantene strekker seg langs bladets lengde og er henholdsvis konkave og konvekse.

9. Innretning for avstrykning av en vandrende overflate,karakterisert vedat den i kombinasjon omfatter et langstrakt, flatt avstrykningsblad med for- og bakkanter som strekker seg langs bladets lengde, en holder for det nevnte blad, idet holderen har en sliss for opp-tagelse av bladets bakkant i en slik stilling at bladets forkant rager ut fra holderen for anbringelse mot den vandrende overflate, og en anordning for forbelastning av bladet for å fremkalle strekkspenninger i dettes forkant og trykkspenninger i dettes bakkant, idet strekk- og trykkspennin-gene er orientert i bladets lengderetning.

10. Fremgangsmåte ved avstrykning av en vandrende overflate ved anvendelse av den langstrakte forkant av et avstrykningsblad på denne samtidig som bladets langstrakte bakkant fastholdes i en bladholder,karakterisert vedat avstrykningsbladet for-spennes for å fremkalle henholdsvis strekk- og trykkspenninger ved bladets for- og bakkanter, idet strekk- og trykk-spenningene er orientert i retning av bladets lengde og størrelsen av strekkspenningen er tilstrekkelig til å hindre trykkspenninger fra å utvikle seg ved forkanten under avstrykning som et resultat av lineær utvidelse forårsaket av friksjonsvarme.