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Dispositif pour conserver une vitesse donnée aux arbres com- mandés d'une machine, et en particulier de machines à papier.
La présente invention concerne un dispositif pour maintenir une vitesse donnée des arbres actionnés d'une machine, et en particulier de machines à papier, dispositif dans lequel la commande des arbres se fait par l'intermédiaire d'au moins un mécanisme de changement de vitesse.
Pour ce qui concerne les machines de papier, on a déjà pro- posé pour les arbres qui par moments doivent marcher à une vi- tesse plus grande et à d'autres moments à une vitesse donnée
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plus petite, d'actionner ces arbres par l'intermédiaire d'un mécanisme de changement de vitesse entrainé à un nombre de tours invariable. L'amplitude du changement permis par ce mécanisme est en outre déterminée de telle façon qu' elle suffit aussi bien pour le réglage commun de la vitesse de tous les arbres que pour le réglage du tirage des arbres individuellement. De semblables dispositifs ne peuvent toutefois pas s'employer dans tous les cas où l'on ne dispose pas d'une source de force mo- trice qui permette d' actionner le changement de vitesse à un non bre de tours invariables.
Ces dispositifs ne sont en outre pas utilisables non plus lorsqu'il peut se produire dans le change- ment de vitesse un glissement, car dans ce cas également, mal- gré que le mécanisme de changement de vitesse est réglé pour le nombre de tours donné de l' arbre à entraîner, cet arbre ne tour- nera pas à la vitesse donnée. Ceci provoque immédiatement des dérangements dans les machine s dans lesquelles le rapport des différentes vitesses périphériques d'un certain nombre d'arbres l'une par rapport h l'autre doit rester assuré de façon précise, comme c'est le cas par exemple dans les machines à papier pour ce qui concerne la vitesse des presses humides, des parties sè- ches de la calandre et de l' enrouleur.
Dans les dispositifs du genre mentionné plus haut, dans lesquels la commande des arbres se f ait par l'intermédiaire d'au moins un mécanisme de change- ment de vitesse, pour écarter alors l'inconvénient mentionné, lorsqu'il se produit une modification non désirée de la vitesse de notation de l'arbre primaire ou secondaire du mécanisme de changement de vitesse, un organe de règlage influencé sous la dépendance de ces changements de la vitesse de rotation fait va- rier automatiquement, suivant la présente invention, le rapport de démultiplication du mécanisme, dans le sens de la conserva- tion du nombre de tours donné de l'arbre secondaire et par con- séquent des arbres entraînés de la machine.
Les dessins annexés représentent à titre d' exemples plu-
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sieurs formes de réalisation de l'invention.
La fige 1 montre schématiquement une disposition pour une machine . papier, dans laquelle chacun des arbres . actionner à une vitesse donnée est entraîné par un moteur propre, par l'intermédiaire d'un mécanisme de changement de vitesse, tan- dis que l'organe de réglage à influencer sous la dépendance des variations du nombre de tours est un régulateur électri- que.
La fige 2 montre schématiquement une disposition dans la- quelle une vitesse donnée, fixée par réglage pour un arbre en- traîné est maintenue par l'intermédiaire d'un régulateur à pendule tandis que ce dernier reçoit sa commande de l'arbre primaire d'un mécanisme de changement de vitesse actionnant l'arbre à entrainer.
La fig. 3 montre une disposition dans laquelle l'organe de réglage influencé sous la dépendance de variations non dési- rées du nombre de tours d' un mécanisme de changement de vites- se est actionné par voie hydraulique*
La fige 4 montre des détails d'un dispositif servant à la réalisation d'une semblable commande hydraulique de l'organe de réglage.
La fige, 5 montre une disposition dans laquelle l'organe de réglage influencé sous la dépendance de variations non voulues du nombre de tours du mécanisme de changement de vitesse est constitué par un mécanisme différentiel.
La fig. 6 montre l'application de l'invention dans le cas ou le rapport de la vitesse d'un certain nombre de cylindres à la vitesse d'un cylindre déterminé doit être maintenu cons- tant.
On a désigné à la fige 1 par 1,2,3 et 4 des cylindres d'une machine à papier qui doivent marcher a des vitesses don- nées. Chacun de ces cylindres est actionné par un moteur pro- pre 5,6,7 ou 8 par l'intermédiaire d'un mécanisme de change-
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ment de vitesse 16, 17, la ou 19. Les moteurs 5, 6, 7, 8 sont des moteurs triphasés synchronisés par du courant continu, et ils sont raccordés à un réseau commun 23. La ligne 101 fournit le courant continu nécessaire à la synchronisation et elle est alimentée par une génératrice 10 qui e st actionnée par un moteur synchrone 9. On a désigné par 13 un arbre de commande commun aux mécanismes de changement de vitesse 16,17,18,19, arbre sur lequel est branché pour chacun de ces mécanismes un arbre auxiliaire 14 pourvu d'un volant à main 20.
L'arbre de commande 13 est actionné par un moteur 12 dont la marche est influencée par un régulateur électrique 11. On a désigné par 15 des mécanismes pour faire varier le rapport de démultiplica tion des mécanismes de changement de vitesse 16,17,18,19.
Chaque mécanisme de transformation 15 est en relation en vue du fonctionnement avec l'arbre auxiliaire 14 assigné au méca- nisme correspondant de changement de vitesse. Le dispositif décrit peut être commandé d'un poste de conducteurs 21 d'ou, en cas de besoin, l'ensemble peut être détaché aussi du réseau primaire 23 à l'aide d'un commutateur 22.
Si avec la disposition qui vient d'être décrite il se pro- duit par exemple dans le réseau 23 une variation de la fréquen ce, ceci exerce immédiatement une influence sur le nombre de tours du moteur 9 et par conséquent la génératrice 10 tourne- ra plus rapidement ou plus lentement, ce qui a pour conséquen- ce un changement de la tension du courant continu produit.Cet-- te variation de la tension est utilisée pour influencer à l'aide du régulateur 11 le moteur 12 actionnant l'arbre de com mande 13, de telle façon que les mécanismes de transformation 15 influencent automatiquement les mécanismes de changement de vitesse 16,17,18,19 dans le sens de la conservation du nombre de tours des arbres secondaires de ces mécanismes, et par conséquent du nombre de tours donné des cylindres 1,2,3,
4 entraînés par les changements de vitesse.
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on a désigné 13. la fige 2 par 31 un arbre actionné (lui doit tourner à une vitesse de rotation donnée et qui reçoit sa comman.- de par l'intermédiaire d'un mécanisme de changement de vitesse 32 ainsi que d'une commande par courroie 33, à partir d'un arbre 34. Ce dernier représente l'arbre d'actionnement commun d'un certain nombre d'arbres non représentés, corres@ondant à l'arbre 31. 35 constitue un mécanisme pour le changement du rapport de démultiplication du changement de vitesse 32 ; ce mécanisme peut être influencé à l'aide d'un arbre de commande 37.
L' arbre de commande 37 peut être actionné à la main à l'aide d'un volant main 36,et automatiquement d'une manière qui sera décrite en détail plus loin, par l'intermédiaire d'un organe de réglage ayant la forme d'un régulateur à force centrifuge 38. Le régula- teur 38 reçoit sa commande, par l'intermédiaire d'une transmis- sion à courroie 47, de l'arbre primaire du mécanisme de change-- ment de vitesse 32 ; au manchon du régulateur est relié un le- vier 49 auquel sont articulés un piston distributeur 40 et en- suite une tige 50 portant un dispositif de réglage à la main 48.
Le piston distributeur 40, commande l'admission et l'échappe- ment d'un fluide sous pression dans le cylindre 41, dans lequel peut coulisser un piston 44. Celui-ci est en relation, d'une part, au moyen de la tige 43 et d'un levier coudé 49' pivotant en 42, avec la tige 50 et d'autre part par la tige de piston 45 et un levier 46 avec l'arbre de commande 37. Les pièces 49' , 50, 49 agissent comme moyen de rappel.
Lorsque dans le dispositif de la figure 2, pour une raison quelconque, le nombre de tours de l'arbre primaire 39 du chan- gement de vitesse 32 se modifie, il en est de même du nombre de tours du régulateur 38. Ceci a pour conséquence un déplacement tel du piston distributeur 40 que le liquide sous pression peut s'écouler dans un des espaces compris dans le cylindre 41 des deux cotés du piston 44. :ce ce fait, la tige 45 est déplacée jusqu'à ce que, par l'arbre de commande 37, le rapport de démul-
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tiplication du changement de vitesse 32 soit modifié de manière que malgré la nouvelle vitesse de 1' arbre primaire 59 du méca-. nisme 32, l'arbre secondaire de celui-ci actionne l' arbre 51 à la vitesse donnée.
Au lieu de faire actionner le régulateur centrifuge 38 par l'arbre primaire 39 du changement de vitesse 32, on peut réa- liser cette commande aussi à partir de l'arbre secondaire du changement de vitesse 32.
Les figures 3 et 4 représentent une forme de réalisation dans laquelle en cas d'une variation non désirée du nombre de tours de l'arbre secondaire d'un changement de vitesse 52, l'organe de réglage 57 est influencé par voie hydraulique sous la dépendance de ces variations du nombre de tours. L'arbre actionné qui doit tourner à une vitesse donnée est ici dési- gné par 56.
Le changement de vitesse 52 reçoit sa commande d'une machine motrice 51 qui peut être par exemple un moteur Diesel, une turbine ou un moteur électrique, et un dispositif 55 prévu en corrélation avec le changement de vitesse 52 et servant à modifier le rapport de démultiplication, peut être actionné, par l'intermédiaire d'un arbre 55, aussi bien à la main à l'aide du volant 54 que par l'organe de réglage 57 à l'aide d'un arbre de commande 561 e t d'un moteur de commande 60. Cet organe de réglage 57 peut être influencé à la main au moyen d'un volant 61 et il est en communication par des con- duites 58,59 avec le moteur de commande 60.
Un mode de réalisation de l'orgene de réglage 57 actionné par voie hydraulique est représenté à titre d'exemple à la figure 4, sous la forme dans laquelle cet organe n'agit pas, comme c'est le cas dans la disposition de la figure 5, sur le piston distributeur pour un liquide de réglage, mais sur une rangée de contacts d'un dispositif de réglage électrique 77 raccordé à un réseau 771.
A la figure 4, l'organe de réglage 57 a la forme d'une membrane influencée par un ressort 74.On
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a désigné sur cette figure par 71 une pompe à liquide qui est actionnée, conformément à la disposition représentée à la fi- gure 3, d'une manière non représentée, par l'arbre secondaire du mécanisme de changement de vitesse 52. La pompe 71 aspire du liquide d'un espace 72 pourvu d'un dispositif de refroidisse- ment 73 et ménagé dans l'enveloppe 571 enfermant la membrane 57 et la pompe 71, et refoule le liquide vers la membrane 57 en forme de soufflet dont les mouvements de montée sont trans- mis par une tige 75 à un levier 76 qui tourne en 761.
Ce le- vier a pour effet, par coopération avec une série de contacts électriques du dispositif régulateur 77, qu'un mouvement des pièces mécaniques 75,76 amorcé par la membrane 57, est chaque fois transformé en une opération électrique par laquelle la marche du moteur de commande 60 actionnant l'arbre 561 est influencée. Pour être complet, il faut signaler encore qu'on a désigné à la figure 4 par 61 le volantà main déjà mentionné à propos de la figure 3 et qui permet de faire varier la sec- tion de passage d'un point d'étranglement pour le liquide mis en circulation par la pompe 71 et de régler ainsi la pression de liquide agissant sur la membrane, ce qui permet un réglage du nombre de tours . la main*611 désigne une sou- p ape de sûreté.
Dans la disposition de la figure 4, les mouvements exécu- tés par la membrane 57 dépendent de la marche de la pompe à liquide 71 et dont en premier lieu de la vitesse de l'arbre secondaire du mécanisme 52 ( figure 3 ). Si cet arbre secon- daire marche par exemple . une vitesse qui est plus grande que la vitesse donnée de l'arbre à actionner 56, la pompe 71 refoule davantage et comme la section d' étranglement commandé) par le volant à main 61 reste sans changement, il s'exerce sur la membrane 57 une pression renforcée de sorte que cette membrane se replie sur elle-même.
Ceci provoque un mouvement tel des pièces 75, 76,60,561, 55 e 53 que le rapport de dé-
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multiplication du mécanisme 52 est influencé automatiquement dans le sens de la conservation de la vitesse de rotation don- née de l'arbre secondaire du mécanisme 52.
Dans la disposition suivant la figure 4, la pompe 71 peut aussi, si on le désire.- être actionnée non pas par l'arbre se- condaire du mécanisme 52 mais par l'arbre primaire de celui-ci.
La figure 5 montre une forme de réalisation dans laquelle l'organe de réglage influencé sous la dépendance des modifica- tions non désirées du nombre de tours du changement de vitesse à la forme 103 d'un mécanisme différentiel. Sur cet-te figure on a désigné par 103 le mécanisme de changement de vitesse qui est actionné par un moteur électrique 116 et dont l'arbre se- condaire 1031 est accouplé à l'arbre 104 à actionner 'à une vi- tesse donnée 101' désigne un arbre de commande qui est commun à l'arbre 104 et à un certain nombre d'autres arbres non repré- sentés correspondant à celui-ci.
En combinaison avec chacun de ces derniers arbres, on a prévu un arbre auxiliaire 102 action- né par l'arbre de commande 101 par l'intermédiaire d'une trans- mission à roues coniques 117 Chaque arbre 102 actionne, par l'intermédiaire d'un embrayage 110 permettant d'influencer in- dividuellement la commande, un arbre 118 sur lequel est montée une roue dentée 109 du mécanisme différentiel d formant l'orga- ne de réglage. Une autre roue 108 de ce mécanisme différentiel reçoit la sa commande par 11 intermédiaire d'une transmission à cones 105, 106,107 par l'arbre secondaire 1031 du changement de vitesse 103.
On a désigné par 120 la pièce médiane du mécanis- me différentiel D, pièce qui porte deux roues dentées 119 qui sont toutes deux en prise avec les roues dentées 108 et 109,La pice médiane 120 présente en outre 2. sa périphérie extérieure une roue dentée 111 qui est en prise avec une roue dentée 112 d'un mécanisme à double vis. La seconde roue dentée 113 de ce mécanisme à vis sans fin est en liaison avec le dispositif non représenté servant à faire varier le rapport de démultiplica- @
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tion du changement de vitesse 103.
Aussi longtemps que l'arbre 104 tourne %0. la vitesse donnée, les roues 108 et 109 marchent à la même vitesse de rotation de sorte que la. pice médiane 120 n'exécute aucune rotation. Des qu'au contraire la vitesse de l'arbre secondaire du mécanisme 103 s'écarte d'une manière quelconque de la. vitesse donnée, la pièce médiane 120 est mise en cotation et la transmission dou- ble à vis sans fin 112, 113 agit alors dans le sens nécessaire pour conserver constant le nombre de tours de l'arbre secondai- re 1031 du mécanisme 103. La transmission par cônes 105,106, 107 permet un réglage individuel désiré de la vitesse de 1' ar.- bre 104.
La fig. 6 montre comment l'invention peut être appliquée lorsqu'il s'agit de maintenir constant le rapport de la vites- se d'un certain nombre d'arbres à la vitesse d'un arbre déter- miné. On a désigné par 80,81,82 des arbres munis de cylindres, qui appartiennent à une machine à papier et qui sont chacun actionné par un moteur 83,84,85 au moyen d'un mécanisme de changement de vitesse 86,87,88. 85,86,80 représente ce qu'on appelle un groupe tachométrique, c' est à dire le groupe avec la vitesse duquel les vitesses des autres arbres 81,82 qui dans les conditions normales de fonctionnement doivent tourner chacun à une vitesse donnée, doivent en outre rester aussi dans un rapport constant.
L'arbre 80 entraine, lorsque le rapport de démultiplication reste le même, un arbre de réglage 89,Une roue 90 sert au réglage du rapport de démultiplication du mé- canisme 86. Le groupe tachométrique peut, pour ce qui concer- ne les influences se faisant sentir du côté de l'arbre primai- re du mécanisme de changement de vitesse 86, "être maintenu à un nombre de tours absolument constant par des moyens appro- priés, c' est à dire que le dispositif de réglage qui par exem- ple dans la forme de réalisation de la fig. 1 agit sur l'arbre de commande d'ensemble 13, peut être mis en liaison de fonc-
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tionnement avec la roue 90.
L'arbre de réglage 89 influence, par l'intermédiaire d'organes de réglage ayant ici également la forme de mécanismes différentiels D, le rapport de démul- tiplication des mécanismes 87,88 et cela aussi longtemps qu'il tourne à une vitesse restant la même, exactement de la marne manière que le fait l'arbre 101 dans la disposition de la fig. 5. G et K sont des mécanismes de transmission :lui ser- vent à actionner une partie des différentiels D au moyen de l'arbre secondaire du changement de vitesse 87 ou 88.
Les transmissions à cênes K permettent en outre, exactement comme dans la disposition de la fig. 5 d'influencer séparément dans le sens voulu la vitesse des cylindres 81,82. Mails si avec la disposition représentée à la fig. 6, la vitesse de l' arbre 80 varie pour une raison quelconque, ceci a pour résultat d'une part une variation immédiate de la vitesse de l'arbre de ré- glage 89, ce qui provoque en outre une action sur les organes de réglage D des mécanismes 87,88 dans le sens de la constan- ce du rapport entre la vitesse de l'arbre 80 et les vitesses des arbres 81,82.
Des que le rapport %ce conserver entre les vitesses des arbres 80,81,82 est rétabli, l'arbre de réglage 89 n'agit plus que dans le sens de la conservation des nou- velles ét vitesses établies automatiquement de la manière dé- crite. La même chose se produit lorsque pour une raison quel- conque les arbres 81,82 commencent à tourner à une vitesse différente de celle qui se trouve dans le rapport correct avec la vitesse de l'arbre 80' Une modification désirée de la vi- tesse des différents cylindres 81,82 ( réglage du tirage ) peut au contraire être obtenue à l'aide des transmissions à cônes K.
Les dispositions décrites ci-dessus peuvent aussi être employées pour des commandes par groupes, c' est à dire dans les cas ou un moteur doit actionner plusieurs arbres par l'intermédiaire d'un changement de vitesse.Les mécanismes de
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changement de vitesse des moteurs de commande pour les diffé- rents groupes peuvent alors de la même manière, en vue de maintenir les nombres de tours déterminés des arbres à entrai- ner d'une machine, être mis en liaison de la façon qui a été décrite à propos des dispositions à commande individuelle.
R e v e n d i c allons.