Dispositif de commande de la tension d'une nappe en mouvement entre une machine utilisant cette nappe
et un rouleau rotatif d'alimentation de ladite nappe
La présente invention a pour objet un dispositif de commande de la tension d'une nappe en mouvement entre une machine utilisant cette nappe et un rouleau rotatif d'alimentation de ladite nappe, comprenant des moyens de tension agencés pour assurer une tension sensiblement constante de la nappe quand la machine utilise celle-ci à une vitesse déterminée, par application d'une force de freinage variable audit rouleau.
Une des conditions nécessaires à une impression satisfaisante avec des presses à grande vitesse est qu'une tension constante soit maintenue dans la nappe de papier se déplaçant vers la presse à partir d'un rouleau d'alimentation. Si la tension n'est pas maintenue dans des limites relativement étroites, la nappe de papier peut se rompre, ce qui entraîne l'arrêt de la presse pour réintroduire une nouvelle nappe de papier. Si, pour une raison quelconque, la presse doit être arrêtée rapidement, par exemple dans le cas d'un arrêt d'urgence, un freinage doit être appliqué au rouleau d'alimentation afin de ralentir son mouvement pour l'empêcher de tourner en avance par rapport à la presse.
Jusqu'ici, on a utilisé des moyens pour maintenir constante la vitesse de la nappe seulement quand la presse fonctionne en régime normal ou dans des conditions normales de décélération. Les moyens connus pour maintenir la tension constante comprennent des organes de commande, ordinairement un rouleau flot tant et un dispositif pour appliquer une force de freinage au rouleau d'alimentation, sensible au mouvement du rouleau flottant. Lors d'un arrêt d'urgence de la presse, le rouleau d'alimentation est empêché de tourner en avance par rapport à la presse en appli.. quant une force de freinage supplémentaire arbitraire au rouleau d'alimentation, simplement en parallèle avec la commande de tension normale.
Cette force de freinage arbitraire est déterminée en prenant une moyenne de différentes forces de freinage nécessaires pour empêcher une suralimentation de la nappe dans la presse dans différentes conditions d'arrêt d'urgence. Cependant, le coefficient de frottement entre le rouleau d'alimentation et les courroies de freinage varie quand le rouleau est épuisé, ce qui modifie à son tour la force de freinage totale exercée sur le rouleau d'alimentation, de sorte que la tension de la nappe varie souvent au-delà des limites admissibles pendant un arrêt d'urgence de la presse, ce qui produit une rupture de la nappe. Un but de la présente invention est donc d'obtenir un dispositif pour maintenir constante la tension d'une nappe en mouvement dans toutes les conditions de fonctionnement, y compris l'arrêt d'urgence de la presse.
La solution du problème consiste, en bref, à utile ser des moyens agencés pour appliquer une force de freinage au rouleau d'alimentation rotatif en avance sur la réception d'un signal d'arrêt d'urgence par la presse, pour surmonter l'inertie du rouleau, ces moyens ne doublant pas les moyens de commande de tension normaux.
Le dispositif faisant l'objet de la présente invention est caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de freinage d'urgence agencés pour appliquer une force de freinage d'urgence audit rouleau en cas d'arrêt d'urgence de la machine, un circuit de commande comportant une commande d'entraînement de la machine et une commande de freinage de la machine, des moyens pour commander les moyens de freinage d'urgence compris dans ledit cir cuit et agencés pour dégager la commande d'entral- nement et actionner la commande de freinage de la machine, et des moyens de retard compris dans le circuit et agencés pour retarder le dégagement de la commande d'entraînement et le fonctionnement de la commande de freinage pendant une période déterminée après la commande desdits moyens de freinage d'urgence,
de manière que la force de freinage d'urgence soit appliquée audit rouleau avant la réception d'un signal d'arrêt par ladite machine.
Le dessin représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du dispositif selon l'invention et un diagramme explicatif.
La fig. 1 est une coupe schématique de cette forme d'exécution.
La fig. 2 est une vue, à plus grande échelle, d'une partie représentée à la fig. 1.
La fig. 3 est un schéma électrique des circuits de commande de cette forme d'exécution.
La fig. 4 est le diagramme explicatif.
Le dispositif représenté aux fig. 1 et 2 comprend un rouleau d'alimentation 1 duquel une nappe 2 est déroulée pour être envoyée à une presse, non représentée. D'autres rouleaux d'alimentation 3 et 4 peuvent être accélérés et amenés en contact avec la nappe du rouleau 1, par des méthodes connues, de manière que la presse fonctionne de manière continue sans interruption pour être rechargée.
Un ensemble d'organes 10 commandant la tension comprend un bras rotatif 1 1 portant un rouleau flottant 12 sur lequel passe la nappe 2. Le bras 1 1 peut tourner autour d'un pivot 13 et il est sollicité en position verticale par un ressort d'équilibrage 14.
Un moteur à diaphragme 15 est agencé pour déplacer le bras 11 en réponse à une pression d'air exercée sur lui au moyen d'une soupape de commande manuelle 19, comme on le verra plus loin. Le ressort 14 surmonte tout effet de gravité sur le rouleau flottant 12 et le bras 1 1 quand ils ne sont plus disposés verticalement au-dessus du pivot 13. I1 s'ensuit que le même effort doit être fourni par le moteur 15 pour déplacer le bras 11 sur tout son domaine de déplacement. Ainsi, si le moteur 15 n'est pas excité par une pression d'air, le rouleau flottant et le bras restent dans toute position où ils ont été laissés, par suite de l'équilibrage assuré par le ressort 14.
Un amortisseur 16 est connecté à un côté du bras 1 1 pour assurer un amortissement ou un retard dans un sens seulement. L'amortisseur 16 permet au bras 1 1 de se déplacer librement en sens inverse du mouvement des aiguilles d'une montre, quand on regarde les fig. 1 et 2, quand la nappe prend du mouvement, tandis qu'il ralentit le mouvement du bras dans le sens du mouvement des aiguilles d'une montre quand la nappe se tend. I1 empêche donc le bras de prendre un mouvement excessif ou de dépasser sa position correcte lors d'une opération automatique, comme on le verra plus loin.
Le moteur à diaphragme 15 est connecté par un conduit 18 à la soupape de commande manuelle 19 au moyen de laquelle la tension de la nappe est réglée à la valeur désirée. La soupape 19 est connectée à son tour par un conduit 20 à une source d'air comprimé non représentée.
Une soupape de freinage à trois voies 21 est connectée par un conduit 22 à la même source de pression que la soupape 19. La soupape de freinage 21 est du type à pédale et comprend un ressort 21' de réglage de la pression sur lequel peut agir une pédale 23. Quand celle-ci est abaissée, de l'air s'écoule à travers un conduit 24 vers un cylindre de tension 25 et, en même temps, de l'air passe à travers un conduit 26 vers un cylindre à air 27. Ce cylindre est agencé de manière que la pression réglée qui l'alimente provienne d'une lumière en aval sur la soupape de freinage 21, de façon que le cylindre tende à se raccourcir, et ainsi à compenser l'énergie requise pour comprimer le ressort de réglage 21' dans la soupape de freinage elle-même.
Le cylindre de tension 25 fonctionne pour augmenter la tension d'une courroie de freinage 28 quand de l'air est envoyé dans ce cylindre depuis la soupape de freinage 21. La courroie de freinage représentée est fixe, mais il est évident que le cylindre de tension pourrait faire partie d'un dispositif à courroies de freinage mobiles passant sur le rouleau 1.
Une soupape pneumatique à quatre voies 30, actionnée par solénoïde, est connectée à la source de pression par un conduit 31 et le conduit 20. La soupape 30 est également connectée par des conducteurs 32 et 33 au tableau de commande de la presse et elle est actionnée de la manière qui sera décrite plus bas.
La soupape 30 est connectée par des conduits flexibles 34 et 35 à un cylindre de freinage d'urgence 36.
Quand le solénoïde commandant la soupape 30 est excité, l'extrémité normalement fermée du cylindre 36 est ouverte, ce qui a pour effet de déplacer une tige 37 qui abaisse la pédale 23 pour permettre d'envoyer de l'air au cylindre de tension 25, pour surmonter l'inertie du rouleau 1. I1 est important de noter qu'aucun mouvement du rouleau flottant 12 en direction avant ne se produit quand le cylindre 27 est actionné et que la charge ou la position du rouleau 12 reste la même. Il faut remarquer aussi que cette mise en action du cylindre 27 ne met pas hors circuit l'ensemble de commande 10 et que le bras 1 1 est encore libre de tourner pour maintenir la tension de la nappe.
Un conduit d'échappement 38 permet à l'air de s'échapper de la soupape de freinage 21 à travers un pot d'échappement 39. Un conduit 40 permet l'échappement de l'air de la soupape 30, également à travers le pot 39.
La fig. 3 montre le schéma électrique permettant d'actionner le cylindre d'arrêt avant d'actionner le frein de la presse. Le circuit électrique comprend une source de courant 50, un relais de tension 51 normalement ouvert, qui est connecté à un tachymètre sur l'arbre moteur de la presse et qui est fermé quand la presse atteint une vitesse déterminée, un relais d'arrêt de surcharge à solénoïde 52, un relais d'arret 53 et un bouton d'arrêt 54. Le relais d'arrêt 53 commande d'autres relais en cascade, de sorte que, lorsqu'il est excité, il actionne ces autres relais pour commuter la presse de la marche à 1' arrêt , coupant toutes les composantes d'entraînement de la presse, et pour appliquer une force de freinage à la presse.
Quand la presse fonctionne à sa vitesse normale, le relais 51 est fermé, de sorte que, lorsque le bouton d'arrêt 54 est abaissé, le relais de surcharge 52 est immédiatement excité et actionne à son tour la soupape à solénoïde 30 pour appliquer une surpression au cylindre de tension 25. I1 se produit un léger retard avant que les relais actionnant les composantes d'entraînement de la presse et les freins soient actionnés, par suite de leur montage en cascade relativement au relais d'arrêt 53. Ce retard est normalement de l'ordre d'un dixième de seconde environ.
Quand la presse ralentit à une vitesse déterminée, le relais de tension 51 s'ouvre et actionne le relais 52 et la soupape 30 pour supprimer la surpression appliquée au cylindre de tension 25. Aux vitesses inférieures, après que la presse a suffisamment ralenti, l'ensemble de commande 10 applique seul une force de freinage suffisante sur le rouleau 1 pour surmonter l'inertie de ce dernier, de sorte qu'un freinage supplémentaire sous l'action du cylindre 25 n'est plus nécessaire.
Le diagramme représenté à la fig. 4 donne la pression de freinage appliquée (courbe A) en kg/cm2, et la vitesse de la presse (courbe B) en cm/h, en fonction du temps en secondes. On voit que la force de freinage est exercée sur le rouleau d'alimentation avant toute chute de vitesse de la presse. Environ une demi-seconde après la mise en action du bouton d'arrêt, la force de freinage maximum s'exerce sur le rouleau d'alimentation. L'augmentation de la pression de freinage surmonte l'inertie du rouleau et permet l'arrêt de ce dernier sous commande et de manière que la tension de la nappe reste pratiquement constante.
Le fonctionnement du dispositif est compréhensible en se rapportant à la fig. 1. La soupape de commande 19 est réglée pour donner la tension désirée à la nappe 2. Si, par suite d'un léger ralentissement de la presse, la tension dans la nappe décroît, le moteur à diaphragme 15 déplace le rouleau flottant 12 vers la gauche (fig. 1) pour rattraper la diminution de tension. Ce mouvement du rouleau produit à son tour l'abaissement de la pédale 23 qui permet à de l'air comprimé de passer à travers le conduit 24 vers le cylindre de tension 25. Quand le cylindre de tension 25 se remplit d'air, il accroît la tension de la courroie de tension 28 qui exerce alors une plus grande force de freinage sur le rouleau 1.
La tension dans la nappe 2 est alors augmentée, de sorte que le rouleau flottant tend à se déplacer dans le sens du mouvement des aiguilles d'une montre en regardant la fig. 1, pour compenser l'accroissement de la tension de la nappe. Quand la presse fonctionne à sa vitesse normale, ce réglage automatique se fait constamment avec de très faibles mouvements. Le mouvement du rouleau flottant 12 est difficilement discernable à l'oeil nu, bien que le rouleau doive se déplacer pour appliquer la pression voulue dans le cylindre de tension 25 afin de maintenir constante la tension de la nappe. Par exemple, la pression d'air dans le cylindre augmente graduellement quand le rouleau 1 se dévide, de sorte que, lorsqu'il est vidé, la pression d'air appliquée au cylindre de tension est environ le double de la pression au départ avec le rouleau 1 plein.
Quand la presse doit être arrêtée brusquement, le bouton d'arrêt d'urgence est pressé et actionne la soupape à -solénoïde 30. La mise en action de cette soupape se fait approximativement un dixième de seconde avant que l'entraînement de la presse soit déconnecté et avant que les freins soient appliqués à la presse sous la commande du circuit électrique.
Quand la soupape 30 à quatre voies est excitée, l'extrémité normalement fermée du cylindre d'arrêt 36 est ouverte, ce qui réduit la longueur de la tige 37 hors du cylindre. Cette tige abaisse alors la pédale 23, ce qui permet à une quantité supplémentaire d'air comprimé d'agir sur le cylindre de tension 25, augmentant ainsi la force de freinage sur le rouleau d'alimentation 1 avant que les freins soient appliqués à la presse. I1 est important de noter que la charge du rouleau flottant 12 n'est ni augmentée, ni supprimée, et que ce rouleau flottant commande encore la tension de la nappe puisqu'il est encore libre de tourner autour du pivot 13.
Tout mouvement du rouleau autour du pivot 13 entraîne un mouvement supplémentaire de la pédale 23 en plus du mouvement produit par la mise en action de la soupape 30, pour compenser tout changement de tension dans la nappe.
I1 est évident que le schéma électrique représenté à la fig. 3 est simplement destiné à montrer comment le dispositif de tension automatique décrit peut être connecté avec une presse, et que des presses particulières peuvent nécessiter différents circuits pour permettre la mise en action de la soupape de surtension d'arrêt avant que l'entraînement de la presse soit supprime.
Device for controlling the tension of a web moving between a machine using this web
and a rotary feed roller for said web
The present invention relates to a device for controlling the tension of a web in motion between a machine using this web and a rotary feed roller for said web, comprising tension means arranged to ensure a substantially constant tension of the web. sheet when the machine uses it at a determined speed, by applying a variable braking force to said roller.
One of the conditions necessary for satisfactory printing with high speed presses is that constant tension be maintained in the web of paper moving to the press from a supply roll. If the tension is not kept within relatively tight limits, the paper web may rupture, causing the press to stop to reintroduce a new paper web. If for some reason the press needs to be stopped quickly, for example in the event of an emergency stop, braking should be applied to the feed roller to slow its movement to prevent it from rotating ahead. compared to the press.
Hitherto, means have been used to keep the web speed constant only when the press is operating under normal conditions or under normal deceleration conditions. Known means for keeping the tension constant comprise control members, usually a floating roller, and a device for applying a braking force to the supply roller, responsive to the movement of the floating roller. During an emergency stop of the press, the feed roll is prevented from rotating ahead of the press by applying an arbitrary additional braking force to the feed roll, simply in parallel with the press. normal voltage control.
This arbitrary braking force is determined by taking an average of different braking forces required to prevent overfeeding of the web in the press under different emergency stop conditions. However, the coefficient of friction between the feed roller and the brake belts varies when the roller is depleted, which in turn changes the total braking force exerted on the supply roller, so that the tension of the The slick often varies beyond allowable limits during an emergency shutdown of the press, causing the slick to rupture. An object of the present invention is therefore to obtain a device for keeping the tension of a moving web constant under all operating conditions, including the emergency stopping of the press.
The solution of the problem is, in short, to use means arranged to apply a braking force to the rotary feed roller in advance of the reception of an emergency stop signal by the press, to overcome the stress. inertia of the roller, these means not doubling the normal tension control means.
The device forming the subject of the present invention is characterized in that it comprises emergency braking means arranged to apply an emergency braking force to said roller in the event of an emergency stop of the machine, a control circuit comprising a drive control for the machine and a braking control for the machine, means for controlling the emergency braking means included in said circuit and arranged to release the drive control and actuate the braking control of the machine, and delay means included in the circuit and arranged to delay the release of the drive control and the operation of the braking control for a determined period after the control of said braking means of emergency,
such that the emergency braking force is applied to said roller before a stop signal is received by said machine.
The drawing represents, by way of example, an embodiment of the device according to the invention and an explanatory diagram.
Fig. 1 is a schematic section of this embodiment.
Fig. 2 is a view, on a larger scale, of a part shown in FIG. 1.
Fig. 3 is an electrical diagram of the control circuits of this embodiment.
Fig. 4 is the explanatory diagram.
The device shown in FIGS. 1 and 2 comprises a supply roll 1 from which a web 2 is unwound to be sent to a press, not shown. Further feed rollers 3 and 4 can be accelerated and brought into contact with the web of roll 1, by known methods, so that the press runs continuously without interruption to be recharged.
A set of organs 10 controlling the tension comprises a rotary arm 1 1 carrying a floating roller 12 on which passes the web 2. The arm 1 1 can rotate about a pivot 13 and it is urged in a vertical position by a spring d 'balancing 14.
A diaphragm motor 15 is arranged to move the arm 11 in response to air pressure exerted on it by means of a manual control valve 19, as will be seen later. The spring 14 overcomes any effect of gravity on the floating roller 12 and the arm 1 1 when they are no longer arranged vertically above the pivot 13. It follows that the same force must be provided by the motor 15 to move the arm 11 over its entire range of movement. Thus, if the motor 15 is not energized by an air pressure, the floating roller and the arm remain in whatever position they were left, as a result of the balancing provided by the spring 14.
A damper 16 is connected to one side of the arm 11 to provide damping or delay in one direction only. The shock absorber 16 allows the arm 11 to move freely in the opposite direction of clockwise movement, when we look at FIGS. 1 and 2, when the web takes motion, while it slows down the movement of the arm clockwise when the web is stretched. It therefore prevents the arm from taking an excessive movement or from exceeding its correct position during an automatic operation, as will be seen below.
The diaphragm motor 15 is connected by a conduit 18 to the manual control valve 19 by means of which the tension of the web is adjusted to the desired value. The valve 19 is in turn connected by a conduit 20 to a source of compressed air, not shown.
A three-way brake valve 21 is connected by a conduit 22 to the same pressure source as the valve 19. The brake valve 21 is of the pedal type and comprises a pressure adjustment spring 21 'which can be acted upon. a pedal 23. When this is lowered, air flows through a duct 24 to a tension cylinder 25 and, at the same time, air passes through a duct 26 to an air cylinder 27. This cylinder is arranged so that the regulated pressure which feeds it comes from a downstream lumen on the brake valve 21, so that the cylinder tends to shorten, and thus to compensate for the energy required to compress. the adjusting spring 21 'in the brake valve itself.
The tension cylinder 25 functions to increase the tension of a brake belt 28 when air is supplied to that cylinder from the brake valve 21. The brake belt shown is fixed, but it is evident that the brake cylinder. tension could be part of a device with movable brake belts passing over the roller 1.
A solenoid actuated four-way pneumatic valve 30 is connected to the pressure source through a conduit 31 and conduit 20. The valve 30 is also connected by conductors 32 and 33 to the press control board and is operated in the manner which will be described below.
The valve 30 is connected by flexible conduits 34 and 35 to an emergency brake cylinder 36.
When the solenoid controlling the valve 30 is energized, the normally closed end of the cylinder 36 is opened, which has the effect of moving a rod 37 which lowers the pedal 23 to allow air to be sent to the tension cylinder 25. , to overcome the inertia of the roller 1. It is important to note that no movement of the floating roller 12 in the forward direction occurs when the cylinder 27 is actuated and the load or the position of the roller 12 remains the same. It should also be noted that this actuation of the cylinder 27 does not switch off the control assembly 10 and that the arm 11 is still free to rotate to maintain the tension of the web.
An exhaust duct 38 allows air to escape from the brake valve 21 through a muffler 39. A duct 40 allows air to escape from the valve 30, also through the exhaust pipe. pot 39.
Fig. 3 shows the electrical diagram for activating the stop cylinder before activating the press brake. The electrical circuit comprises a current source 50, a voltage relay 51 normally open, which is connected to a tachometer on the motor shaft of the press and which is closed when the press reaches a determined speed, a stop relay of solenoid overload 52, a stop relay 53 and a stop button 54. The stop relay 53 controls other relays in cascade, so that when energized, it actuates those other relays to switch The press from on to off, shutting off all press drive components, and applying braking force to the press.
When the press is operating at its normal speed, relay 51 is closed, so that when stop button 54 is depressed, overload relay 52 is immediately energized and in turn actuates solenoid valve 30 to apply pressure. overpressure at tension cylinder 25. There is a slight delay before the relays operating the press drive components and the brakes are actuated, due to their cascading relative to the stop relay 53. This delay is normally around a tenth of a second.
When the press slows down to a set speed, the voltage relay 51 opens and operates the relay 52 and valve 30 to relieve the overpressure applied to the tension cylinder 25. At lower speeds, after the press has slowed sufficiently, the press The control assembly 10 alone applies sufficient braking force to the roller 1 to overcome the inertia of the latter, so that additional braking under the action of the cylinder 25 is no longer necessary.
The diagram shown in fig. 4 gives the applied braking pressure (curve A) in kg / cm2, and the speed of the press (curve B) in cm / h, as a function of time in seconds. It can be seen that the braking force is exerted on the feed roller before any drop in speed of the press. About half a second after the stop button is actuated, the maximum braking force is exerted on the feed roller. The increase in the braking pressure overcomes the inertia of the roller and allows the latter to stop under control and so that the tension of the web remains practically constant.
The operation of the device is understandable by referring to FIG. 1. The control valve 19 is adjusted to give the desired web tension 2. If, as a result of a slight slowing down of the press, the tension in the web decreases, the diaphragm motor 15 moves the floating roller 12 towards the left (fig. 1) to make up for the decrease in tension. This movement of the roller in turn produces the lowering of the pedal 23 which allows compressed air to pass through the conduit 24 to the tension cylinder 25. When the tension cylinder 25 fills with air, it increases the tension of the tension belt 28 which then exerts a greater braking force on the roller 1.
The tension in the web 2 is then increased, so that the floating roller tends to move in the direction of clockwise movement when looking at FIG. 1, to compensate for the increase in the tension of the web. When the press is operating at its normal speed, this automatic adjustment is done constantly with very small movements. The movement of the floating roller 12 is difficult to discern with the naked eye, although the roller must move to apply the desired pressure in the tension cylinder 25 in order to keep the tension of the web constant. For example, the air pressure in the cylinder gradually increases as roll 1 unwinds, so that when emptied, the air pressure applied to the tension cylinder is about twice the pressure at the start with roll 1 full.
When the press must be stopped suddenly, the emergency stop button is pressed and actuates the solenoid valve 30. This valve is actuated approximately one tenth of a second before the press drive is turned off. disconnected and before the brakes are applied to the press under the control of the electrical system.
When the four-way valve 30 is energized, the normally closed end of the stop cylinder 36 is opened, which reduces the length of the rod 37 outside the cylinder. This rod then lowers the pedal 23, allowing an additional amount of compressed air to act on the tension cylinder 25, thereby increasing the braking force on the feed roller 1 before the brakes are applied to the brake. hurry. It is important to note that the load of the floating roller 12 is neither increased nor eliminated, and that this floating roller still controls the tension of the web since it is still free to rotate around the pivot 13.
Any movement of the roller around the pivot 13 causes additional movement of the pedal 23 in addition to the movement produced by the actuation of the valve 30, to compensate for any change in tension in the web.
I1 is obvious that the electrical diagram shown in FIG. 3 is merely intended to show how the described automatic tensioning device can be connected with a press, and that particular presses may require different circuits to allow the actuation of the overvoltage shut-off valve before the drive of the press. press either deletes.