CH626031A5 - - Google Patents

Description

La présente invention concerne un appareil pour le raccordement de bandes. Elle concerne plus particulièrement un appareil qui réalise un raccordement entre deux bandes tout en minimisant les perturbations de tension dans la bande. Bien que la présente invention s'applique aux dispositifs de raccordement utilisés conjointement avec des bancs de déroulement ainsi qu'à ceux utilisés avec des bancs d'enroulement, elle sera seulement décrite ici dans le cadre du premier contexte.

Des dispositifs de raccordement de bandes à tension constante ont été utilisés depuis de nombreuses années pour raccorder l'extrémité finale d'une bande en cours de déroulement à l'extrémité initiale d'une bande en attente, de sorte que la bande peut se diriger sans interruption vers une machine utilisatrice en aval. Un dispositif de raccordement comprend une paire de dévidoirs pour recevoir les rouleaux de bande, l'un deux se dévidant tandis que l'autre est en attente.

La bande en provenance du rouleau qui se dévide est guidée à travers un poste de raccordement et dans un accumulateur où une alimentation en bande est maintenue pour alimenter la machine utilisatrice en aval quand le rouleau qui se dévide est ralenti ou arrêté pour réaliser un raccordement.

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Quand le rouleau qui se dévide est sur le point de se terminer, il est freiné et l'extrémité initiale de la bande en attente, déjà préparée et placée dans le poste de raccordement, est reliée à la bande qui se dévide au poste de raccordement. Puis la bande en provenance du rouleau qui se dévide est coupée en amont du raccordement tandis que la bande en attente est accélérée jusqu'à la vitesse de défilement, l'accumulateur vidé étant rempli avec la bande en cours de traitement.

Normalement, pour minimiser les perturbations de tension dans la bande, la position du dispositif baladeur de l'accumulateur est contrôlée par rapport à une position de référence sélectionnée afin de produire un signal d'erreur qui indique un changement de tension dans la bande. Ce signal d'erreur est alors utilisé pour contrôler les freins sur le banc de déroulement (ou le moteur d'enroulement sur le banc de déroulement), de sorte que les freins libèrent ou retardent la bande qui se dévide, comme cela est nécessaire pour ramener le système baladeur à sa position de référence, et suppriment ainsi les perturbations de tension.

Invariablement, un appareil de raccordement de bande antérieur maintient une tension constante dans la bande en ajustant le couple de freinage sur le rouleau qui se dévide. En conséquence, la correction de tension de la bande est, par nécessité, appliquée par l'intermédiaire du rouleau qui se dévide dont la dimension se modifie constamment. Ainsi, pour un contrôle même raisonnablement stable de l'accumulateur, le gain global du système de contrôle doit être modifié pour compenser la modification de la dimension du rouleau. Ainsi les systèmes de raccordement antérieurs exigent de nombreux bras suiveurs, des détecteurs optiques ou similaires, pour contrôler la dimension du rouleau, et une installation électronique auxiliaire pour convertir la mesure dans le système de gain demandé, ce qui rend l'appareil antérieur anormalement compliqué et onéreux.

Par ailleurs, même dans les dispositions antérieures qui compensent le changement de dimension du rouleau, un contrôle stable de l'accumulateur n'est pas réalisé en raison des caractéristiques irrégulières dans les freins du dévidoir usuel, résultant d'une usure, des conditions d'appui et similaires. Ces conditions empêchent l'application d'un couple de freinage au dévidoir en réponse à un signal d'erreur de position du dispositif baladeur qui, quand il est appliqué au rouleau qui se dévide, se traduit par un changement de la tension de la bande qui ramène précisément le dispositif baladeur à sa position de référence. Ce problème peut être surmonté dans une certaine mesure en utilisant des freins à haute performance dont les caractéristiques ne varient pas de manière appréciable avec le temps, l'usure, réchauffement excessif, etc. Cependant, le coût de réalisation de tels freins est très élevé. En outre, le coût pour la commande de ces freins, aussi bien que celle des autres freins habituels, est très élevé, car ils sont toujours alimentés en énergie à un certain niveau pour communiquer un ralentissement de la bande qui se déroule, et une grande quantité de cette énergie est dissipée en chaleur.

Par ailleurs encore, un contrôle stable de l'accumulateur est difficile à réaliser dans les dispositifs de raccordement habituels, car le dispositif baladeur de l'accumulateur présente invariablement une inertie considérable qui diminue sa réponse aux perturbations de tension. Cela à son tour provient du fait que le dispositif baladeur doit être capable de résister à de très forts impacts dans le cas où il est amené à des arrêts pendant une rupture de bande, et aussi du fait que le dispositif baladeur est sollicité vers sa position de stockage maximal par des cylindres pneumatiques qui contiennent de l'air emprisonné et présentent une friction de démarrage élevée.

Un autre inconvénient des systèmes de raccordement habituels qui contrôlent la tension de la bande en faisant varier le couple de freinage appliqué au rouleau qui se dévide est que l'étendue entière de la bande entre le système baladeur de l'accumulateur et le rouleau qui se dévide est sous tension totale. Lorsque la longueur de l'étendue de bande sous tension augmente, il y a une plus grande chance pour qu'il y ait un point d'affaiblissement qui soit un point d'amorce de rupture de la bande. En conséquence, il est hautement souhaitable de minimiser la longueur de l'étendue de bande qui est maintenue sous tension totale. Ainsi, dans la pratique actuelle, quand de grands rouleaux de bande sont freinés, un couple extrêmement important est appliqué dans le noyau du rouleau et dans les spires du rouleau adjacentes au noyau et tend à provoquer des déchirures en ces points.

Finalement, des systèmes antérieurs de ce type général exigent un temps relativement long pour réaliser un raccordement en raison de retards temporels et de l'inertie inhérente des dispositifs de pincement et des couteaux. Par ailleurs, ils ne permettent pas de contrôler les phases de décélération et d'accélération de la séquence de raccordement afin d'appliquer la plus petite tension nécessaire à la bande particulière devant être raccordée.

L'appareil, objet de la présente invention, qui tend à remédier aux inconvénients susdits des appareils de la technique antérieure, est défini dans la revendication 1.

Au lieu de maintenir une tension de bande constante pendant la consommation de la bande en contrôlant le couple de freinage sur le dévidoir en fonction de la position du dispositif baladeur de l'accumulateur, l'appareil de raccordement conforme à l'invention contrôle la tension de la bande au moyen de deux rouleaux de pincement entraînés qui alimentent de manière contrôlable la bande dans l'accumulateur. Avantageusement, les rouleaux de pincement sont entraînés par un moteur à courant continu branché dans une boucle d'asservissement fermée. Pendant la consommation du rouleau, la tension d'induit à travers le moteur à courant continu est contrôlée par un signal de commande qui est fonction de la différence entre la vitesse de la bande entrant dans l'accumulateur et la vitesse de défilement et également de la déviation du dispositif baladeur de l'accumulateur par rapport à sa position de référence. Ainsi le moteur alimente la bande dans l'accumulateur à une vitesse permettant de maintenir le dispositif baladeur dans son domaine de contrôle et de maintenir une tension déterminée pendant les perturbations de tension tout au long de la consommation du rouleau. Pendant la phase de décélération de la séquence de raccordement, le signal de commande contrôlant la tension du moteur a la forme d'une rampe de décélération ayant une pente sélectionnée qui conduit le moteur à décélérer la bande de manière contrôlable pour minimiser les perturbations de tension et pour permettre une commande en avance des pincements de raccordement avant que la bande soit réellement amenée à un arrêt. Puis, lorsque le raccordement est réalisé, le signal de commande envoyé au moteur est une rampe d'accélération dont la pente est automatiquement adaptée pour appliquer la plus petite tension nécessaire pour accélérer le nouveau rouleau en accord avec la vitesse de raccordement donnée. Ainsi la tension appliquée à la bande pendant l'accélération est limitée à une valeur maximale prédéterminée proportionnée au poids du rouleau.

Puisque le contrôle de la tension est réalisé par des rouleaux de pincement entraînés juste à l'entrée de l'accumulateur, l'étendue de bande qui est maintenue sous une tension élevée est minimisée.

En outre, ce mode de contrôle de la tension soumet la bande à un rapport d'entraînement fixe, de sorte qu'il n'est pas nécessaire de varier le gain du système de contrôle lorsque la dimension du rouleau diminue. Pour la même raison, des variations pendant l'exécution du freinage du dévidoir ne se traduisent pas par des perturbations de tension dans la bande. L'utilisation de rouleaux de pincement entraînés de manière contrôlable au lieu de freins de dévidoirs pour contrôler la tension de la bande se traduit en outre par des économies dues au fait que la force de retenue sur la bande est produite par le moteur à courant continu fonctionnant en générateur, ce qui restitue de la puissance à la ligne d'utilisation. Finalement, le présent appareil assure une réponse rapide aux perturbations de tension, car le dispositif baladeur lui-même présente une inertie minimale du fait que son poids est maintenu au minimum et qu'il est préchargé, non pas par les cylindres à air usuels, mais plutôt par un moteur à courant continu à vitesse constante et à contrôle de tension fonctionnant par l'intermédiaire d'un embrayage. En conséquence, s'il se produit une rupture de la bande, le dispositif baladeur n'est pas amené rapidement à son arrêt, mais s'y dirige relativement lentement puisqu'il est guidé par la vitesse du moteur à contrôle de tension.

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Pour une plus ample compréhension de la présente invention, on se référera à la description détaillée qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés dans lesquels:

la Fig. 1 est une vue schématique de l'appareil de raccordement suivant l'invention;

la fig. 2 est un diagramme schématique représentant certaines parties de la fig. l,et la fig. 3 représente une série de graphes illustrant le fonctionnement de l'appareil selon la fig. 1.

En se référant maintenant à la fig. 1 des dessins, une paire de dévidoirs 10 et 12 sont disposés sous un pont suspendu représenté en 14. Les dévidoirs 10 et 12 peuvent être fixes ou du type Langston, et peuvent encore être roulants ou du type Martin. Chaque dévidoir comprend une embase 16, deux supports verticaux 18 se terminant par des paliers (non représentés) qui supportent, ou s'engagent avec, le noyau du rouleau à ses extrémités opposées. Chaque dévidoir comporte deux freins indiqués en pointillés en 22. Sur la figure, le dévidoir 10 supporte une bande W en cours de déroulement tandis que le dévidoir 12 reçoit un rouleau d'une bande W' en attente.

Un pont 14 qui supporte la plus grande partie des constituants de l'appareil de raccordement comprend deux poutres longitudinales 32 espacées l'une de l'autre, dont une seule est visible. Deux montants 34 et 36 sont disposés aux extrémités opposées des poutres.

Le pont 14 supporte un accumulateur représenté en 42. L'accumulateur comprend une poulie fixe de renvoi 44 montée rotative entre les extrémités de droite des poutres 32 et une autre poulie de renvoi 46 montée rotative entre les montants 36, près de leurs extrémités. Le dispositif baladeur mobile 48 comprenant un galet baladeur 50 est positionné entre les poutres 32 et est susceptible de se déplacer horizontalement le long de ces poutres sur des pistes appropriées (non représentées). Le dispositif baladeur 48 se déplace le long des poutres 32 au moyen de paires de chaînes 52 passant sur des paires de pignons de chaîne 54, montés rotatifs sur les montants 34, ainsi que sur des pignons de chaîne similaires 56, montés rotatifs sur les montants 36, les extrémités opposées des chaînes étant fixées au dispositif baladeur 48. Au moins un pignon de chaîne 54 est fixé sur une poulie 58. Une courroie 62 passe sur la poulie 58 et sur une seconde poulie 64, reliée à la sortie d'un embrayage pneumatique 66, qui est entraîné par un moteur à courant continu 68 à vitesse constante. Le taux de glissement de l'embrayage 54 est déterminé par la pression d'air appliquée sur l'embrayage 66. Normalement, la pression de l'air est maintenue constante, de sorte qu'une force constante est appliquée sur le dispositif baladeur, le rappelant vers sa position d'emmagasinage maximal, c'est-à-dire, à gauche sur la fig. 1, de façon à maintenir une tension déterminée dans la bande, par exemple, entre 22,7 et 68 kg. Un embrayage à glissement variable, commandé électriquement, peut être utilisé à la place de l'embrayage 66.

L'appareil de raccordement comprend également un poste de raccordement indiqué en 72. Le poste de raccordement peut présenter une variété de formes. Un dispositif approprié est décrit dans le brevet US N° 3858819. Il suffit de préciser que le poste 72 comprend une paire de rouleaux de renvoi 74 et 76 pour guider la bande provenant des dévidoirs 10 et 12 dans le poste de raccordement. Le poste 72 comporte également des moyens pour presser ensemble les bandes W et W' pour réaliser le raccordement, et des moyens pour couper en amont du raccordement la bande qui se dévide. Les moyens de pression peuvent être constitués par des rouleaux presseurs ou, comme dans le mode illustré et dans le brevet précité, par une paire de barres amovibles 78 et 82 pour la préparation du bord de bande. Ces barres sont pressées ensemble pour faire le raccordement par une paire de tampons de pression 84 et 86 contrôlés pneumatiquement. Une paire de lames de couteaux 88'et 92, commandées pneumatiquement, est incorporée dans les tampons 78 et 82. Le fonctionnement de ces différents constituants du poste de raccordement est traditionnel et est entièrement décrit dans le brevet précité; il ne sera donc pas décrit ici en détail.

Pendant une séquence de raccordement, après que la bande en cours de dévidement est ralentie ou immobilisée, les tampons 84 et 86 sont poussés l'un vers l'autre, de sorte que les bandes W et W' sont pressées ensemble entre les barres 78 et 82. Par suite, le couteau adjacent à la bande en cours de dévidement, c'est-à-dire le couteau 92, est actionné pour couper la bande en amont du raccordement. Puis les tampons de pression 84 et 86 sont rétractés, ce qui libère la bande, qui est maintenant tirée à partir du rouleau de la bande en attente W'.

Dans le présent appareil de raccordement, la bande qui se dévide est alimentée de manière contrôlable dans l'accumulateur 42, au moyen d'une paire de rouleaux de pincement 96 et 98, montés rotatifs entre les poutres 32 directement au-dessus du poste de raccordement 72. Le rouleau 96 porte une poulie 102 reliée par une courroie 104 à une seconde poulie 32. Le rouleau 98 est poussé vers le rouleau 96 par un cylindre à air 109. La bande provenant du rouleau en cours de dévidement, dans le cas présent la bande W, passe au-dessus du rouleau 96 et sous le rouleau 98, puis autour de la poulie de renvoi 44, le rouleau baladeur 50, la poulie de renvoi 46, pour aller vers la machine utilisatrice de bandes en aval, comme indiqué sur la fig. 1.

Pendant le fonctionnement normal de l'appareil, le dispositif baladeur est poussé vers sa position d'emmagasinage maximal, c'est-à-dire à gauche sur la fig. 1, par application d'une pression d'air sélectionnée dans l'embrayage pneumatique 66. La pression est sélectionnée de façon qu'il y ait juste assez de glissement dans l'embrayage pour communiquer une tension sélectionnée à la bande dans l'accumulateur de l'arbre, de l'ordre de 22,7 à 68 kg. II est important de noter que cette tension élevée est appliquée à la bande seulement sur l'étendue de bande ou longueur en aval des rouleaux de pincement 96 et 98. Dans le cas usuel, les freins de dévidoirs 22 sont uniquement utilisés pour communiquer un léger ralentissement au rouleau en cours de dévidement, pour lui éviter de se dévider en excès. Cependant, il existe des situations dans lesquelles les freins 22 peuvent être utilisés de manière similaire, comme cela sera décrit ci-après.

Le chargement du dispositif baladeur 48 au moyen de l'embrayage et du moteur au lieu de cylindres à air diminue l'inertie du dispositif baladeur et lui permet ainsi de répondre plus rapidement aux perturbations de tension. L'inertie réduite est due à l'élimination des cylindres à air habituels et à une réduction notable du poids et de la dimension des constituants du dispositif baladeur. De plus, s'il devait y avoir une rupture de bande, le dispositif baladeur ne serait pas endommagé, même s'il était entraîné vers ses arrêts. Cela est dû à ce que, la tension de bande étant ainsi réduite, l'embrayage 66 ne glisse plus, de sorte que le dispositif baladeur se déplace vers sa limite à une faible vitesse fixe, dépendante de la vitesse du moteur 68.

En se référant encore à la fig. 1, un tachymètre 110, entraîné par les rouleaux de pincement 96, mesure la vitesse de la bande entrant dans l'accumulateur, et un second tachymètre 112, entraîné par le rouleau de renvoi 46, mesure la vitesse de la bande quittant l'accumulateur, c'est-à-dire la vitesse de défilement. Les sorties des deux tachymètres sont reliées à un poste de contrôle 114. Avec cette information, le poste 114 reçoit un signal d'accord de vitesse de bande fourni par un potentiomètre 116, qui contrôle la position du dispositif baladeur par rapport à une position de référence fixe P. Etant donné que le présent système assure un contrôle du dispositif baladeur très stable, la position P peut être jusqu'à 5 cm de la position d'emmagasinage maximale, de sorte qu'une quantité maximale de bande est disponible en réserve pour la séquence de raccordement. Le poste de contrôle 114 traite l'information en provenance des tachymètres 110 et 112 et du potentiomètre 116, et développe un signal de commande qui contrôle la tension appliquée au moteur d'entraînement à courant continu 108. Pendant le fonctionnement normal de l'appareil de raccordement, la tension appliquée au moteur d'entraînement est pratiquement constante, variant seulement pour diminuer ou augmenter la vitesse de la bande entrant dans l'accumulateur 42 pour compenser les perturbations de tension dans la bande, dès qu'elles sont détectées par les déplacements du dispositif baladeur 48 depuis sa position de référence

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sélectionnée. Pendant une séquence de raccordement, le poste 114 développe pour le moteur d'entraînement 108 un signal de commande sous forme d'une rampe de décélération dont la pente amène la bande en cours de dévidement à un arrêt à l'intérieur d'une période de temps sélectionnée. Cette décélération contrôlée de la bande minimise les perturbations de tension et permet également la commande en avance des pincements de raccordement avant que la bande en cours de dévidement soit réellement arrêtée. Cela permet de minimiser la durée de la séquence de raccordement et, par conséquent, la quantité de la capacité d'emmagasinage nécessaire dans l'accumulateur 42.

Après la réalisation du raccordement, le poste 114 engendre un signal de commande sous forme d'une rampe d'accélération qui accélère de façon contrôlable la bande en attente jusqu'à la vitesse de défilement, de telle façon que la plus petite tension nécessaire est appliquée pour accélérer le nouveau rouleau en harmonie avec la vitesse de raccordement donnée. Ainsi, la pente de la rampe d'accélération est contrôlée afin de limiter la tension appliquée à la bande en attente à une valeur maximale prédéterminée.

En se référant maintenant à la fig. 2, on peut voir que l'ensemble de contrôle 114 comprend une boucle d'asservissement qui se referme autour du moteur d'entraînement à courant continu 108, les entrées de cette boucle d'asservissement étant constituées par les tachymètres 110 et 112 et par le potentiomètre 116 du dispositif baladeur.

Plus précisément, la tension du potentiomètre 116 prélevée sur sa borne centrale est appliquée à un amplificateur 122 pourvu d'une commande de gain ajustable. La sortie de l'amplificateur 122 est appliquée au moyen d'une résistance 124 et d'un interrupteur Sj normalement fermé à l'entrée d'un amplificateur de signal d'erreur 126. La sortie de l'amplificateur 126 est un signal de commande qui est appliqué à un générateur de courant 130 par l'intermédiaire d'une résistance 128. Ce générateur de courant commande à son tour un point de redressement à semi-conducteurs et un circuit de déclenchement 132 qui applique la tension sur l'induit du moteur 108 à partir d'une source d'alimentation, proportionnellement à l'amplitude du signal de commande. La contre-réaction en courant de l'induit du moteur vers l'entrée du générateur de courant 130 se fait par l'intermédiaire des résistances 134 et 136 connectées en série.

Le signal de sortie du tachymètre 112 est appliqué à un amplificateur 138 pourvu également d'un gain ajustable. Le signal de l'amplificateur 138 est appliqué par l'intermédiaire d'un interrupteur S2 normalement fermé et d'une résistance en série 143 à l'entrée d'un amplificateur opérationnel 144. Le point de jonction entre l'interrupteur S2 et la résistance 143 est également relié à la masse par l'intermédiaire d'un interrupteur normalement ouvert S3. Les interrupteurs St à S3 sont tous actionnés en même temps pendant la séquence de raccordement. En pratique, ces interrupteurs seraient constitués par les contacts d'un relais.

La sortie de l'amplificateur 144 est reliée à l'entrée d'un intégrateur 158 par l'intermédiaire d'une résistance 152, d'une diode 154 et d'un potentiomètre 156 connecté en série. Le signal de l'intégrateur est appliqué par l'intermédiaire d'une résistance 162 à l'entrée de l'amplificateur de signal d'erreur 126 où il est additionné au signal de l'amplificateur 122. Une voie de contre-réaction de la sortie de l'intégrateur 158 vers l'entrée de l'amplificateur 144 est également fournie par une résistance 164. L'amplificateur 144 et l'intégrateur fonctionnent ensemble comme un générateur de rampe linéaire.

La sortie de l'amplificateur 138 est également reliée à une entrée d'un multiplicateur 168 par l'intermédiaire d'une résistance 166. Le niveau du signal sur l'entrée de ce multiplicateur varie en fonction de la vitesse de défilement de la bande. Dans un exemple typique, il a une valeur de 10 V pour une vitesse de défilement maximale de 230m/mn. La valeur minimale de cette entrée, à savoir 1 V, est réglée par un circuit de valeur minimale représenté dans son ensemble par la référence 172. Ainsi, le signal appliqué à une entrée du multiplicateur 168 peut varier entre 1 et 10 V. L'autre entrée du multiplicateur est constituée par le joint de jonction entre la résistance 152 et la diode 154. Cette entrée est reliée par l'intermédiaire d'une diode 182

au multiplicateur 168 et est également reliée à la masse par l'intermédiaire d'une résistance 184. La sortie du multiplicateur 168 est proportionnelle au produit des deux entrées et est appliqué à l'entrée du générateur de rampe 158 par l'intermédiaire d'un potentiomètre 186.

En se référant toujours à la fig. 2, on peut voir que le signal provenant du tachymètre 110 qui représente la vitesse de la bande entrant dans l'accumulateur 42 (fig. 1) est appliqué par une résistance 192 à l'entrée de l'amplificateur de signal d'erreur où il est additionné aux signaux provenant de l'amplificateur 122 et de l'intégrateur 158.

L'ensemble de contrôle 114 comprend également des moyens pour réaliser certaines fonctions de contrôle lorsque la vitesse de la bande entrant dans l'accumulateur présente une relation déterminée par rapport à la vitesse de défilement. Plus précisément, la sortie du tachymètre 110 est reliée à un circuit 174 d'accord de vitesse qui reçoit également le signal de sortie de l'amplificateur 138 représentant la vitesse de défilement de la bande. Lorsque ce circuit détecte que les deux vitesses sont égales, il alimente une bobine de relais 176 afin de préparer l'appareil pour la nouvelle séquence de raccordement en réenclenchant divers relais qui n'ont pas d'importance pour la présente description. De plus, s'il n'y a pas d'accord de vitesse, indiquant par là que l'appareil se trouve encore en période de raccordement, c'est-à-dire que la bande est en train de ralentir, est arrêtée ou en train d'accélérer, le circuit 174 coupe l'alimentation de la bobine de relais 176, ce qui ouvre un contact de relais empêchant les interrupteurs St à S3 d'être actionnés.

Les sorties des deux tachymètres sont également reliées à un circuit de comparaison de vitesse ajustable 185 dont la sortie alimente une seconde bobine de relais 187. Le circuit 185 est réglé de façon à engendrer un signal de sortie lorsque la vitesse de la bande entrant dans l'accumulateur tombe en dessous d'une valeur déterminée par rapport à la vitesse de défilement. Cela permet à la bobine de relais 187 de commencer la fermeture des tampons de raccordement 84 et 86 (fig. 1) avant que la bande ne soit arrêtée, cela afin de minimiser le temps requis pour effectuer le raccordement.

Pendant le fonctionnement normal de l'appareil, la tension de la sortie de l'amplificateur 138 varie en fonction de la vitesse de défilement de la bande. Dans un exemple typique, pour une vitesse de défilement maximale de 130 m/mn, la tension est de l'ordre de 10 Y. Pour des vitesses de défilement plus basses, la tension est proportionnellement inférieure. Cette tension est appliquée à l'entrée de l'amplificateur 144 par l'intermédiaire de l'interrupteur S2 qui se trouve fermé à cet instant. Cela engendre une sortie de 10 V sur l'intégrateur 158 qui est proportionnelle à la vitesse de défilement de la bande. De plus, à cause de la contre-réaction de la sortie de l'intégrateur à travers la résistance 164, la tension au point de jonction des diodes 154 et 182 est maintenue à 0 V ou à un niveau faiblement négatif. En conséquence, aucune tension n'est appliquée au multiplicateur 168 par la diode 182.

La sortie de l'intégrateur 158 est additionnée avec la sortie de 10 V du tachymètre 110 et le signal de l'amplificateur 122 de positionnement du dispositif baladeur à l'entrée de l'amplificateur de signal d'erreur 126. Il en résulte que la sortie de l'amplificateur 126 est un signal de commande pour le moteur 108 qui comprend un signal d'accord de la vitesse de la bande compensant les perturbations de tension détectées par les excursions du dispositif baladeur 48 (fig. 1) à partir de sa position de référence P. Ainsi, l'ensemble de contrôle 114, qui fait varier la tension appliquée au moteur d'entraînement 108, règle la vitesse de la bande introduite dans l'accumulateur afin de maintenir le rouleau baladeur à l'intérieur de sa gamme de contrôle et de maintenir une tension déterminée de la bande pendant la consommation du rouleau de bande qui se déroule.

Etant donné que le présent appareil permet d'alimenter en bande de façon contrôlée l'accumulateur en utilisant des rouleaux de pincement de diamètre fixe entraînés par un moteur à courant continu, au lieu de freiner la bande sur le dévidoir, il n'est pas nécessaire de modifier le gain du système afin de compenser le changement de dimension du rouleau finissant. De plus, le présent

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appareil de raccordement est relativement insensible au changement de caractéristiques des freins du dévidoir dus à l'usure, à l'état des paliers ou autres.

Dans certaines applications, il peut être souhaitable d'utiliser les freins 22 du dévidoir afin de procurer une tension additionnelle lorsque des tensions des bandes très élevées sont requises pendant de courtes périodes de temps. Cette caractéristique est incorporée de façon avantageuse dans le présent appareil afin d'appliquer automatiquement la pression requise aux freins 22. Plus particulièrement, le courant d'induit du moteur 108 est directement proportionnel à la force de freinage requise. Ce courant peut être détecté au point de jonction entre les résistances 134 et 136, comme représenté en pointillé sur la fig. 2, et appliqué à un amplificateur 189 ayant un contrôle de gain variable. La sortie de l'amplificateur peut être utilisée pour contrôler les freins 22 du dévidoir. Ainsi, par exemple, si le dispositif baladeur est préréglé de manière à fournir une tension de bande de 45 kg, le courant dans le moteur 108 peut être réglé de manière à avoir une force de retenue de 22,5 kg et le frein du dévidoir peut être réglé de manière à fournir le reste de la force de retenue, soit 22,5 kg.

Supposons maintenant que le rouleau de la bande W qui se déroule soit sur le point de se terminer, et que l'on désire raccorder la bande qui se déroule au bord avant d'une bande W' en attente déjà préparée sur la barre de positionnement 78 et placée au poste de raccordement 72, comme représenté sur la fig. 1. A ce moment, il y a un accord de vitesse entre la bande qui entre dans l'accumulateur et la bande qui quitte cet accumulateur, de sorte que le circuit d'accord de vitesse 174 a conditionné l'appareil pour une séquence de raccordement en permettant l'actionnement des interrupteurs Sj à S3. L'opérateur peut actionner les interrupteurs St à S3 manuellement. En variante, cela peut se faire automatiquement lorsque le rouleau finissant atteint une dimension minimale prédéterminée détectée par un bras suiveur classique ou par un système de raccordement automatique du type de celui décrit dans le brevet US No 3990647.

L'appareil de la fig. 1 comprend des moyens pour commencer automatiquement la séquence de raccordement lorsque l'extrémité finale de la bande qui se déroule quitte le noyau. Plus particulièrement, une source de lumière 184 est montée à l'extrémité inférieure d'un support 36. Cette source de lumière est dirigée vers le détecteur 186 monté à la base du dévidoir 10. Tant que la bande est attachée au noyau du rouleau finissant, la lumière de la source 184 ne peut pas atteindre le détecteur. Par contre, aussitôt que l'extrémité de la bande qui se déroule W quitte le noyau du rouleau, la lumière frappant le détecteur 186 provoque le début de la séquence de raccordement en actionnant les interrupteurs S! à S3. Un ensemble analogue de source de lumière et de détecteur est prévu sur le dévidoir 12 portant la bande en attente.

L'actionnement des interrupteurs ouvre l'interrupteur Sl5 coupant ainsi le signal d'accord de vitesse de l'amplificateur 122 vers l'amplificateur 126. L'interrupteur S2 est également ouvert et coupe le signal de vitesse de défilement, tandis que l'interrupteur S3 est fermé, mettant ainsi à la masse l'entrée de l'amplificateur 144. Par suite, la sortie de l'intégrateur 158 monte à 0 V à une vitesse qui dépend de la constante de temps fournie par le potentiomètre 156 et le condensateur 158a. De même, la contre-réaction à travers la résistance 164 fait monter la tension au point de jonction des diodes 154 et 182 de —10 à 0 V. Lorsque la sortie de l'intégrateur 158 atteint 0 V, l'intégration s'arrête. Ainsi, le signal de commande appliqué au moteur d'entraînement 108 provoque le freinage du moteur jusqu'à l'arrêt à un rythme contrôlé, par exemple de 0,5 à 1,8 s, de sorte que la bande entrant dans l'accumulateur est décélérée de façon contrôlée afin de minimiser les perturbations de tension.

Lorsque la vitesse de la bande entrant dans l'accumulateur atteint un point sélectionné sur la rampe de décélération, réglée par le circuit de comparaison de vitesse 185, ce circuit 185 alimente la bobine de relais 187, ce qui provoque le début de la fermeture des tampons de raccordement 84 et 86 (fig. 1). Etant donné que la pente de la rampe de décélération est fixe et que le temps pris par les tampons de raccordement pour se refermer est connu, le circuit de comparaison de vitesse est réglé de manière que le moteur 108 soit complètement arrêté lorsque les tampons de raccordement pressent les bandes W et W' ensemble entre les barres de positionnement 78 et 82. La fermeture des tampons de raccordement provoque à son tour l'actionnement du couteau 92 qui va sectionner la bande qui se déroule. Là encore, pour minimiser la durée de la séquence de raccordement et minimiser ainsi la quantité requise de bande de l'accumulateur 42, les couteaux sont actionnés avant que les tampons presseurs soient complètement fermés.

Lorsque la bande est arrêtée, il est souhaitable d'appliquer un léger couple en avant aux rouleaux de pincement afin de maintenir une certaine tension dans la bande entre les rouleaux et les barres de positionnement 78 et 82. On est ainsi sûr qu'il n'y a aucun mou dans la bande en avant du rouleau 96, mou qui pourrait provoquer une rupture de bande lorsque celle-ci est accélérée jusqu'à sa vitesse de défilement. La fig. 2 montre en pointillés une manière appropriée de faire cela. Un interrupteur S4 normalement fermé est prévu à la sortie de l'amplificateur 126. Un second interrupteur normalement ouvert Ss est connecté entre le point de jonction de l'interrupteur S4 avec la résistance 128 et une source de courant constant 190. La fermeture des tampons presseurs 84 et 86 (fig. 1) provoque l'alimentation d'une bobine de relais 191 qui actionne les interrupteurs 54 et 55. Ainsi, à une vitesse nulle de la bande, un petit signal de commande de la source 190 contrôle le moteur 108 de manière que celui-ci exerce un petit couple en avant sur les rouleaux de pincement.

Finalement, l'abaissement du couteau est détecté par tout moyen approprié afin de provoquer la rétraction des tampons presseurs et la phase d'accélération de la séquence de raccordement en ramenant les interrupteurs Si à S3 (et les interrupteurs S4 et Ss) à leur position d'origine. Le signal d'accord de vitesse de l'amplificateur 122 est alors appliqué à nouveau sur l'amplificateur 126 et la tension de 10 V qui est proportionnelle à la vitesse linéaire de la bande est appliquée à l'entrée de l'amplificateur 144. Celle-ci est immédiatement appliquée au point de jonction des diodes 154 et 182. La diode 154 est bloquée et la tension est appliquée à travers la diode 182 au multiplicateur 168 qui reçoit également la tension de vitesse de défilement directement de l'amplificateur 138 à travers la résistance 166. Si la vitesse de défilement est élevée, la tension du multiplicateur 168 est relativement élevée et l'intégrateur descend à un rythme relativement élevé, de sorte que la sortie de l'intégrateur atteint la tension de —10 V proportionnelle à la vitesse de défilement pendant le temps alloué. D'un autre côté, si la vitesse de défilement de la bande est relativement faible, une tension moins élevée est appliquée au multiplicateur 168, de sorte qu'une tension plus faible est appliquée à l'intégrateur 158 qui engendre ainsi une rampe d'accélération ayant une pente de valeur absolue plus faible.

Ainsi, le présent appareil fournit une accélération contrôlée de la bande pendant la phase d'accélération de la séquence de raccordement afin de limiter la tension appliquée à la bande à un maximum préétabli. En d'autres termes, la tension appliquée à la bande peut être exprimée de la façon suivante:

poids du rouleau • accélération force =

2g

On voit par conséquent qu'en diminuant de moitié le poids du rouleau, on diminue de moitié la valeur de la tension requise pour accélérer ce rouleau à la vitesse de défilement en un temps déterminé. De plus, étant donné que:

(vitesse de la bande)2

accélération

2 fois la longueur de la bande requise on voit que le présent appareil peut fournir des taux d'accélération variables afin d'appliquer automatiquement la tension minimale

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

626031

nécessaire pour l'accélération du nouveau rouleau, en accord avec une vitesse donnée de raccordement.

Lorsque l'appareil a accéléré la bande W' en attente à la vitesse de défilement, le circuit d'accord de vitesse 174 le détecte et met l'appareil en état pour une nouvelle séquence de raccordement. 5

La fig. 3 montre le fonctionnement des différents éléments de l'appareil qui vient d'être décrit. La courbe de la fig. 3A représente une vitesse de défilement de la bande de 170 m/mn, mesurée par un tachymètre 112. La base de temps est de la droite vers la gauche. La courbe de la flg. 3C représente le signal de commande de l'amplifica- 10 teur de signal d'erreur 126, tandis que la courbe de la fig. 3B représente le signal du tachymètre 110. Ainsi qu'on peut le voir d'après ces courbes, la séquence de raccordement commence au point 192. Une rampe de décélération (fig. 3C) est appliquée au moteur 108, provoquant son arrêt à un point 194 (fig. 3B et 3E). Approxima- 15 tivement à la moitié de cette rampe descendante, au point 196, les tampons presseurs 84 et 86 sont actionnés. Ces tampons sont fermés complètement au point 198, après que la bande a été arrêtée.

La fermeture des tampons presseurs (ou leur fermeture approximative) déclenche le couteau 92 au point 202. Le couteau se ferme ou tombe au point 204. Cela actionne un interrupteur qui rétracte les tampons presseurs 84 et 86 et débute la phase d'accélération de la séquence de raccordement au point 206, en accélérant la bande en attente W'jusqu'à la vitesse de défilement, comme représenté par la courbe de la fig. 3F. Pendant cette séquence de raccordement, la bande est tirée de l'accumulateur 42 par la machine située en aval à partir du point 192, au début de la courbe de décélération (voir fig. 3G). Elle continue à être retirée de l'accumulateur pendant la phase d'accélération. Eventuellement, le moteur 108 accélère la bande entrant dans l'accumulateur jusqu'à ce qu'elle atteigne la vitesse de défilement, et en fait un peu avant ce point, de manière à remplir l'accumulateur et à faire retourner le dispositif baladeur 48 à sa position de référence P. Cela est réalisé par un signal d'accord de vitesse de l'amplificateur de positionnement 122 du dispositif baladeur.

La courbe de la fig. 3D représente le courant d'induit du moteur 108. Lorsque le courant est en dessous du niveau 0, le moteur est dans son état de freinage et fonctionne comme un générateur qui renvoie la puissance sur des lignes d'utilisation, de sorte qu'il contribue à un fonctionnement efficace du présent appareil. Cela est très différent des freins du dévidoir qui sont normalement utilisés pour contrôler la tension de la bande, freins qui dissipent de l'énergie sous forme de chaleur. Ainsi qu'on peut le voir d'après cette courbe, pendant la phase d'accélération de la séquence de raccordement, le moteur 108 fonctionne comme un moteur jusqu'à ce que la bande en attente atteigne la vitesse de défilement et que l'accumulateur soit à nouveau rempli, après quoi, il revient à un fonctionnement comme générateur.

R

3 feuilles dessins

Claims (12)

1. 626031

   2

   REVENDICATIONS

   1. Appareil de raccordement de bandes, comprenant deux dévidoirs, un poste de raccordement et un accumulateur comportant un dispositif baladeur en aval du poste de raccordement, caractérisé en ce qu'il comprend:

   A) une paire de rouleaux de pincement entre le poste de raccordement et l'accumulateur;

   B) un moteur branché pour entraîner les rouleaux de pincement afin d'introduire la bande en provenance d'un dévidoir dans l'accumulateur;

   C) des moyens pour mesurer la vitesse de la bande entrant dans l'accumulateur afin de produire un premier signal;

   D) des moyens pour mesurer la vitesse de la bande sortant de l'accumulateur afin de produire un signal de vitesse de défilement;

   E) des moyens pour mesurer les déplacements du dispositif baladeur à partir d'une position de référence sélectionnée afin de produire un signal d'accord de vitesse de bande, et

   F) des moyens pour traiter lesdits signaux afin de développer un signal de commande pour le moteur, signal de commande qui contraint le moteur à faire varier de manière contrôlée le couple appliqué aux rouleaux de pincement, de façon à maintenir une tension sensiblement constante dans la bande.
2. 2. Appareil de raccordement selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'accumulateur comprend:

   A) des rouleaux fixes adjacents;

   B) un rouleau baladeur faisant partie du dispositif baladeur ;

   C) des moyens définissant une piste pour le rouleau baladeur, de sorte que celui-ci puisse se rapprocher et s'éloigner des rouleaux fixes, et

   D) des moyens pour éloigner le rouleau baladeur des rouleaux fixes, ces moyens comportant:

   — un embrayage à glissement variable, contrôlable, comportant un arbre d'entrée et un arbre de sortie;

   — un moteur relié à l'arbre d'entrée de l'embrayage;

   — des moyens couplés entre l'arbre de sortie de l'embrayage et le rouleau baladeur pour éloigner celui-ci des rouleaux fixes avec une force dépendant de la quantité de glissement de l'embrayage.
3. 3. Appareil de raccordement selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'embrayage est un embrayage commandé par fluide.
4. 4. Appareil de raccordement selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens pour traiter les signaux comprennent:

   A) des moyens pour combiner le premier signal, le signal de vitesse de défilement, et le signal d'accord, afin de produire un signal de commande, et

   B) des moyens sensibles au signal de commande pour varier la tension d'induit du moteur.
5. 5. Appareil de raccordement selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte en outre:

   A) un générateur de rampe de tension, et

   B) des moyens pour appliquer une rampe de tension de décélération aux moyens de combinaison, au lieu du signal de vitesse de défilement, de sorte que le signal de commande est une rampe de tension commandant le freinage du moteur jusqu'à son arrêt à l'intérieur d'un intervalle de temps fixe sélectionné.
6. 6. Appareil de raccordement selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend en outre:

   A) une source de courant constant, et

   B) des moyens pour appliquer le courant de la source aux moyens de variation de la tension d'induit du moteur, en remplacement du signal de commande en provenance des moyens de combinaison quand le moteur est arrêté, de sorte que celui-ci exerce un faible couple en avant sur les rouleaux de pincement afin de maintenir la bande sous tension, entre les rouleaux de pincement et le poste de raccordement.
7. 7. Appareil de raccordement selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend en outre:

   A) des moyens pour comparer le premier signal et le signal de vitesse de défilement, afin de développer un signal de sortie quand le premier signal présente une relation sélectionnée avec le signal de vitesse de défilement indiquant que la vitesse de la bande entrant dans l'accumulateur a atteint une valeur sélectionnée par rapport à la vitesse de la bande sortant de l'accumulateur, et

   B) des moyens pour appliquer le signal de sortie au poste de raccordement pour commander le début du raccordement avant le ralentissement à une vitesse sélectionnée ou l'arrêt de la bande entrant dans l'accumulateur.
8. 8. Appareil de raccordement selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens pour commander le générateur de rampe de tension après que la bande entrant dans l'accumulateur est stoppée, de sorte que le générateur délivre aux moyens de combinaison une rampe de tension dont la pente provoque la production, par ces moyens de combinaison, d'un signal de commande qui contraint le moteur à accélérer les rouleaux de pincement introduisant la bande dans l'accumulateur jusqu'à la vitesse de défilement en un intervalle de temps sélectionné.
9. 9. Appareil de raccordement selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens pour commander le générateur de rampe de tension suivant la vitesse de défilement quand les rouleaux de pincement sont accélérés, de sorte que la valeur absolue de la pente de la rampe de tension du générateur de rampe de tension varie directement avec la vitesse de défilement.
10. 10. Appareil de raccordement selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre:

    A) des rouleaux de diamètre fixe montés rotativement en amont et en aval de l'accumulateur, et

    B) des moyens de mesure de la vitesse d'entrée et de la vitesse de sortie de la bande de l'accumulateur comprenant des tachymètres entraînés par des rouleaux amont et aval respectivement.
11. 11. Appareil de raccordement selon la revendication 1, caractérisé en ce que:

    A) le moteur est un moteur à courant continu, et

    B) les moyens de traitement comprennent une boucle d'asservissement fermée comprenant le moteur qui régule la tension appliquée audit moteur.
12. 12. Appareil de raccordement selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comprend en outre:

    A) des moyens pour détecter l'absence de bande en provenance du dévidoir afin de produire un signal d'absence de bande, et

    B) des moyens pour appliquer le signal d'absence de bande au poste de raccordement pour agir sur son fonctionnement.