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.