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Cisaille volante
L'invention concerne une cisaille volante et plus parti- culièrement une cisaille à découper des feuilles de tôle à partir d'une bande d'acier. Une cisaille convenant à cet effet est décrite dans le brevet des Etats-Unis n 2.180.202 déposé le 4 octo bre 1937, Alors que la cisaille de .ce'brevet convient au découpage de tôles à.vitesse relativement faible, elle ne convient pas au découpage de tôles de toutes longueurs à grande vitesse, par exernpl à une vitesse égale ou supérieure 260 m/min. Les cisailles de ce type servent à découper des tôles dans une bande recouverte d'une couche par voie électrolytique et la vitesse d'application de la couche ne peut être supérieure à celle à laquelle la bande peut être découpée en tôles avec précision.
Dans certains cas pour
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au nier la vitesse d'application de la couche on enroule la bande et on la cisaille dans une installation séparée mais cette solution fait augmenter le prix du cisaillage. Les fabricants de bidons ont besoin de tôles étamées d'une longueur comprise entre 0,45 et 1,06 m avec une tolérance ¯ de 1,5 mm. Il est souvent im- . , possible d'obtenir cette tolérance avec lés cisailles actuelles en les faisant fonctionner à grande vitesse. Les cisailles actuel- les comportent, un seul moteur qui fait tourner les cylindres d'avancement et les tambours de coupe et un seul volant qui compen- se les à-coups du mouvement des tambours de coupe.
Mais dans ces conditions les à-coups ne sont que partiellement compensés et par suite les arbres de l'installation subissent un renversement de couple complet à chaque fraction de tour de 90 , En raison de ce déséquilibre, l'opérateur ne se préoccupe pas de réaliser un ajustage sans jeu et serré, qu'il est inïpossible de maintenir.
Lorsqu'il s'agit de cisailler des tôles de 0 50 m de longueur à une vitesse de 183 m/min. le torsion des arbres, des transmissions et des éléments mécaniques change de sens.24 fois par seconde.
Pour obtenir des longueurs de tôles variables sans limites, on fait usage d'un mécanisme de changement de vitesse variable sans limites, tel qu'il est décrit dans le brevet précité. Ce mécanisme est connu sous le nom "P.I.V.", et est construit par la "Link-Belt Company". Etant donné que le mécanisme P.I.V., tel qu'il est en usage, supporte la charge et subit les renversements de couple précités, il n'est pas assez précis pour les grandes vitesses, ce aui fait encore augmenter les erreurs-dans la longueur des tôles.
L'énergie cinétique de la commande entre le moteur et les cylindres de mesure est inférieure à cellede la commande entre le moteur et les tambours de coupe et par suite l'installation est affectée d'une erreur initiale.'
L'invention a pour objet une cisaille volante remarouable notamment par les caractéristiques et avantages suivants : - elle est susceptible de cisailler des tôles avec pré- cision à grande vitesse;
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- la valeur du couple maximum exercé sur les arbres est restreinte; - les énergies cinétiques des commandes du cylindre d'avancement.et du tambour à couteau s'équilibrent; - deux commandes sont isolées l'une de l'autre.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre.
Au déssin annexé: la, fig. 1 est vue en plan schématique d'une instal- lation de cisaille selon l'invention avec ses éléments de commande et de réglage;, la fig. 2 est une vue schématique à plus grande échelle observée suivant.la ligne II-II de la fig. 1 et représente un circuit en pont faisant partie des éléments de réglage; et la fig. 3 est un diaphragme des -vitesses du tambour de coupe et des volants,
Suivant la forme de réalisation représentée, le numéro 2 désigne les cylindres de mesure ou d'avancement'sur lesquels passe , une bande S. avant d'arriver sur un tambour.de coupe 4 de la manière habituelle.
Quoiqu'on n'ait représenté qu'un seul cylindre d'avancement et un seul tambour il doit être bien entendu que la machine peut comporter plusieurs cylindres d'avancement et un tambour de coupe coopérant avec le tambour 4, dans le même plan vertical que celui-ci. Les cylindres de mesure 2 sont commandés par un moteur 6 par l'intermédiaire d'un arbre 8 et d'un réducteur de vitesse 10,
Une roue conique 12 est montée sur l'arbre 8 et engrène avec une roue conique 14, montée sur un arbre 16 et tournant avec lui. Un mécanisme P.I.V. 18 et un volant 20 sont également montés sur l'arbre 16.
Le moteur 6 est alimenté par une génératrice 22 dont la tension de sortie -est réglée par son enroulement de champ 22F qui peut être réglé au moyen d'un rhéostat 24. La vitesse de la bande débitée par les cylindres de mesure est à peu près proportionnelle à la tension appliquée au moteur 6 et pendant la marche la vitesse
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de la bande est réglée en réglant la tension de sortie de la géné- ratrice 22.
Le tambour 4 reçoit son mouvement de rotation par un moteur -26 parl'intermédiaire d'un réducteur de vitesse 28 à 4 posi- tions, d'un arbre 30, .de roues à denture droite 32 et 34, d'un arbre 36, de roues elliptiques 38 '..et 40; d'un arbre 42 et d'un embrayage 44. Une roue elliptique 46¯engrène avec la roue 38 et est montée sur un arbre 48 avec un volant 50. Outre les roues 34 et 38, une roue elliptique 52 est montée sur l'arbre 36. Des roues ellipti- ques 54 et 56'engrènent avec la roue 52 et sont montées sur des arbres respectifs 58 et 60.
Des volants 62 et 64 sont montés sur les arbres respectifs 58 et 60. Les roues 38, 40, 46, 52, 54 et 56 sont des roues elliptiques tournant autour de leur fpyer, telles qu'elles sont décrites dans le brevet précité et sont disposées de façon à faire tourner le tambour 4 et les. volants 50, 62 et 64 avec un décalage de phase de 90 entre eux, en d'autres termes, comme représenté à la fig. 3, la vitess'e du tambour 4 est maximum au moment où la vitesse du volant 62 est,minimum., puis.
à 90 ,plus tard la vitesse du volant 50 atteint' son maximum, à 90 plus tard celle du valant 62'atteint son maximum et encore à 90 plus tard la vitesse du volant 64 atteint son maximum. Quoique les courbes de vitesse soient symétriques sur la figure pour la rendre plus claire,elles ne sont pas symétriques dans la pratique. Les moments d'inertie des volents 50, 62 et 64 et du tambour (tous les éléments que fait tourner l'arbre 42) sont égaux entre eux. Dans une instal- lation réalisée dans la pratique, on a fait diminuer le couple maximum exercé sur l'arbre de commande 30 de 319 kg.avec un seul volant, à 60 kg.
Le moteur 26 est alimenté par une génératrice 66, dont la tension de sortie est réglée par son enroulement de champ 66F. Le moteur 6 fait tourner par l'intermédiaire d'un mécanisme P.I.V. 68 monté sur un arbre 70 un servo-émetteur 78 connecté électriquement par des conducteurs 76 à un servo-récepteur 74. Le moteur 26 actionne un servo-émetteur 78 par l'intermédiaire d'un arbre 80.
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Le servo-émetteur 78 est connecté électriquement à un servo-recep- teur 82 par des conducteurs 84. Les servo-émetteurs 72 et 78 sont alimentés par une source d'énergie Ll, L2 et L3. Le servo-récep- teur 74 est accouplé de façon à tourner avec un arbre 86 et le servo-récepteur 82 de 'façon à tourner avec un arbre 88. Les arbres
86 et 88 font partie d'un élément rotatif de réglage 89 qui compor- te aussi les éléments suivants combinés avec lui. Un moyeu 90 est monté fou sur l'arbre 88, sauf lorsque le courant passe dans un embrayage magnétique à glissement ou accouplement 92. Le courant d'excitation de 1-'embrayage 92 provient des conducteurs Ll et L2 par l'intermédiaire d'un interrupteur 94.
Le moyeu 90,porte un bras de contact 96 qui vint en contact avec une résistance 98 montée sur une plaque dé base 100 clavetée sur l'arbr 86 de façon à tourner avec lui. Des'butées 102R et 102L sont montées sur la plaque de base 100 au voisinage des extrémités de la résistance 98 connectée dans un circuit en,pont avec des résistances 104 et 106 et avec lenroulement 108F dune génératrice 108 qui fonctionne sous forme de 'régulateur vernier. Une extrémité de l'enroulement de champ 108F est connectée par un conducteur 110 au bras de con- tact 96 par l'intermédiaire d'un balai 112 monté sur l'arbre 86.
Le circuit en pont est alimenté par des conducteurs 114 et 116 par l'énergie transmise à la résistance 98 par des bala.is 118 et 120.
L'énergie de la génératrice 108 est transmise à l'enroulement de champ 122F d'un générateur survolteur-dévolteur 122. La tension de sortie du générateur 66 est réglée automatiquement par un régula-' teur de tension ou génératrice 124.qui comporte des enroulements inducteurs shunt 124F et 124Fl. L'enroulement 124F est connecté en opposition par rapport à l'enroulement 124Fl. Les génératrices 22, 66, 108, 122 et 124 sont entraînées par un moteur 126 qui est alimenté par les'conducteurs Ll, L2 et L3.
Un arbre 128 comportant une poignée 130 est accouplé avec le mécanisme P.I.V. 18 et supporte une roue dentée 132 clavetée sur lui et engrenant avec des roues 134 et 136. La roue 134 est accouplée, par l'intermédiaire d'un
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arbre 138 au mécanisme P.I.V. 68. La roue 136 est montée sur un arbre fileté 140 qui peut tourner mais n'est pas mobile suivant son axe. Des écrous 142, 144 et 146 se vissent sur l'arbre 140 et des guides respectifs 148,..150 et 152 les empêchent de tourner. Les écrous 142, 144 et 146 sont donc entraînés axialement lorsque l'arbre 140 tourne: Une aiguille 154 est montée sur l'écrou 142 et coopère avec des échelles graduées 156A, 156B, 156C et 156D, de , façon à indiquer la longueur de la feuille cisaillée.
L'écrou 144 porte un bras de contact 144A mobile le long d'une résistance 158 d'un potentiomètre. L'écrou 146 porte un bras de contact'146A mobile le long d'une résistance 160 d'un potentiomètre+ Une por- tion de la tension de la génératrice 22 est transmise à l'enroule- ment inducteur 124F par l'intermédiaire de conducteurs 162 et 164, du bras de, contact 144a, de la résistance 158 et d'un conducteur 166. Une portion de la tension de la génératrice 66 est . transmise à l'enroulement 124Fl par l'intermédiaire d'un conducteur',168, de la résistance 160, du bras'de contact 146a et de conducteurs 170 et 172.
,
Le dispositif de l'invention fonctionne de.la manière suivante : si on suppose qu'on désire cisailler des tôles de 0,74 m de long dans la bande S avançant à une vitesse de 304 m/min., on enclenche le réducteur de vitesse 28 à quatre positions dans la troisième position. Puis on fait tourner larpoignée 130 qui règle le mécanisme P.I.V. 18 par l'intermédiaire de l'arbre 128, de façon à faire tourner le volant 20 à une vitesse à laquelle l''énergie cinétique de la commande du volant 20 et du cylindre de mesure est égale à l'énergie cinétique de la commande du tambour de coupe com- prenant les volants 50, 62 et 64.
Quoique'le dispositif de réglage puisse fonctionner sans le réducteur de vitesse 28, il est très avantageux de s'en servir pour réduire au minimum la gamme de vitesse et de tension nécessaire dans le moteur 26 par rapport au moteur 6. En effet, la vitesse des deux moteurs peut être synchro-
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nise avec plus de précision lorsque la charge, la vitesse et l'é- nargie cinétique des commandes sont les mêmes.
En tournant la poignée 130, on fait aussi venir les bras de contact mobiles 144A et 146A dans la position qui convient sur leurs potentiomètres respectifs, de façon à transmettre la tension voulue aux enroule- ments 124F et 124Fl. En même temps) on règle le mécanisme P.I.V. 68 aune valeur à laquelle la vitesse de l'arbre 70 correspond à celle de l'arbre 80. L'interrupteur 94 est normalement fermé et par suite l'embrayage 92 fait tourner le moyeu 90 avec l'arbre 88.
Le bras de contact 96 est en contact avec le milieu de la résistan- ce 98. On règle le rhéostat 24 de façon à appliquer au moteur 6 la tension à laquelle il fait tourner les cylindres 2 à la vitesse de 304 m/min. Ainsi qu'il a déjà été dit, les tensions des enroule- ments 124F et 124Fl sont' réglées à la valeur voulue en faisant varier la position des bras 144A et 146A.
Il en résulte une varia- -Lion de la tension de sortie de la génératrice 124 et l'excitation de l'enroulement de champ 66F, de façon à faire débiter par la génératrice 66 la tension nécessaire au moteur 26 pour le faire tourner à une vitesse proportionnelle à celle ,du moteur 6.Lorsque la tension de la génératrice augmente ou diminue, pour faire augmen- ter ou diminuer la vitesse de l'installation et la faire fonctionne'' à une vitesse autre que 304 m/min,., le régulateur de tension 124 fait augmenter ou diminuer automatiquement et proportionnellement la tension de la génératrice 66. Lorsqu'il s'agit de cisailler des tôle' d'une longueur supérieure ou inférieure à 0,74 m, on fait varier le rapport en agissant sur la poignée 130.
En d'autres termes, le dispositif de réglage maintient les vitesses du moteur de commande du cylindre de mesure et du moteur=de commande du tambour à des . - valeurs voisines du synchronisme en régalant la tension appliquée aux moteurs 6 et 26.'En raison des variations de charge de ces deux commandes, les vitesses subissent certaines variations qui doivent être corrigées. Lorsque la charge ne subit pas de variation, les arbres 86 et 88 tournent à la même vitesse, et l'état du circuit
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en pont est celui de la fige 2.
La résistance oblique entre le centre de la résistance 98 et le point de jonction entre les résis- tances 104 et .106 a la'même valeur à partir du pôle positif qu'à partir du pôle négatifet par suite aucun courant ne passe dans l'enroulement inducteur 108F. Mais lorsque les deux commandes ne sont plus exactement synchronisées, la plaque de base 100 et le moyeu 90 tournent à des vitesses légèrement différentes, de sorte que le bras de .contact 96 s'éloigne du centre de la résistance 98 dans une direction qui dépend de celle de l'écart entre les vitesses Si le moteur 26 de la cisaille tourne trop.
lentement, le bras de contact 96 avance sur la résistance 98 dans la direction de la borne négative et fait passer le courant dans le sens de la flèche en poin tillé dans l'enroulement inducteur 108F. Il en résulte que la tension du régulateur 108 augmente en faisant passer un courant dans l'enroulement inducteur 122F du générateur survolteur-dévol- teur 122 dans le sens qui est-nécessaire pour faire augmenter la tension de sortie du générateur 122 avec la polarité qui convient pour fa.ire augmenter la tension débitée par la génératrice 66.
Il en résulte que la tension de l'induit appliquée au moteur-26 augmen- te en faisant augmenter sa vitesse et en provoquant le mouvement du bras de contact mobile,, jusqu'à ce qu'il arrive au milieu de la résistance 98 et qu'à ce moment les vitesses des arbres 86 et 88 soient de nouveau égales. Si le moteur 26 de la cisaille tourne . trop vite, le bras de contact 96 avance sur la résistance 98 dans la direction de la borne positive en faisant passer un courant dans l'enroulement inducteur 108F dans le sens de la flèche en traits pleins.
Il en résulte que la tension du régulateur 124 augmente en faisant passer un .courant par l'enroulement -inducteur 122F dans le sens faisant augmenter la tension de sortie du générateur 122 avec la polarité qui convient pour faire diminuer la tension débitée par la génératrice 66. Il en résulte que la tension de l'induit appliquée au moteur 26 diminue en faisant diminuer sa vitesse* Lorsque la vitesse du moteur 26 diminue, le bras de contact mobile
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96 svance jusqu'à ce qu'il arrive au milieu de la résistance 98.
Les butées 102R et 102L empêchent le bras de contact mobile 96 de dépasser les extrémités- de la résistance 98. Dans certaines instal- lations, il peut être préférable de supprimer le régulateur 108 et de connecter l'enroulement, inducteur 122 F dans le circuit en pont a lieu de l'enroulement inducteur 108F.
Lorsqu'on désire cisailler des tôles de 0,48 'il -le. longueur on améne le réducteur de vitesse 28 dans sa première position et on fait tourner la poignée 130 jusqu'à ce que l'aiguille 154 vienne en face du numéro "48" de l'échelle graduée 156. Il en résul.- te que les mécanismes P.I. V. 18 et 68 et les bras de contact 144A et 146A viennent dans une position dans laquelle les arbres 86 et 88 tournent à la même vitesse. Les variations éventuelles des vitesses relatives des arbres 86 et 88 sont corrigées de la manière décrite ci-dessus.
On voit que la charge supportée par les arbres 70 et 80 est très faible et que les commandes du cylindre de mesure et du tambour de coupe sont équilibrées, de sorte qu'il est relativement facile de maintenir les moteurs 6 et-'26 en synchronisme.