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PROCEDE ET APPAREIL DE REGLAGE AUTOMATIQUE DE LA VITESSE
ANGULAIRE DES CYLINDRES D'ENVIDAGE.
Dans les appareils pour l'envidage des tissus, du pa- pier et d'autres produits analogues, la vitesse angulaire du cylindre d'envisagé doit, comme on le sait, être diminuée constamment, à mesure qu'augmente le diamètre, afin de main- tenir constante la traction sous laquelle la matière est en- roulée. Toute une série de procédés se sont faits connaître, dans l'industrie du papier et dans l'industrie textile, pour le réglage automatique de la vitesse angulaire d'appareils d'envidage mûs à l'électricité, par exemple le réglage d'un courant constant de l'induit du moteur de commande, appliqué largement dans les machines à papier et fondé sur la varia-
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tion du. moment de traction, ou le réglage le plus usuel dans l'industrie textile à l'aide d'un cylindre "baladeur".
Mais ces procédés de réglage ne peuvent pas être em- ployés pour l'envidage de matières élastiques, telles que celles obtenues dans la fabrication du "buna", en raison des propriétés de ces matières. C'est ainsi que le réglage pour maintenir un courant constant dans l'induit n'est pas possible pour les matières élastiques, parce que, en raison de l'alongement de la matière, la traction à l'envidage ne peut pas dépasser une valeur déterminée, relativement fai- ble et que la participation du moment de traction au couple total nécessaire, surtout pour les résistances du mécanisme, est si faible, qu'on ne peut plus se servir de ses varia- tions pour commander le courant de l'induit.
Par l'emploi d'un cylindre "baladeur" comme organe de commande d'un régulateur de résistance, l'envidage de la bande de matière élastique est très difficile à cause de la nécessité de nombreux changements de direction. Il résulte d'autres inconvénients des variations de vitesse de la ma- tière, qui ne peuvent pas être complètement évitées. Elles exigent une intervention rapide du régulateur pour maintenir entre des limites supportables les variations de la traction et pour que la bande ne se déchire pas.
On peut réaliser un guidage simple et un envidage faci- le de la matière en employant, comme organe de commande, un cylindre oscillant qui s'applique par un mouvement pendulai- re sur la bande de matière, avant qu'elle n'atteigne le cy- lindre envideur, et qui transmet à une résistance de réglage aussi bien l'augmentation du diamètre d'envidage que toutes les variations de l'amenée de matière. Le cylindre oscillant descend lorsque la vitesse à laquelle arrive la matière croit ; il est soulevé lorsque cette vitesse décroît. La zone de réglage entre le cylindre vide et le cylindre envidé est, comme on le sait, grande. Mais comme le déplacement
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angulaire dont on dispose pour le réglage est naturellement très petit, on doit diviser cette grande zone de réglage en de très nombreux degrés.
Mais l'introduction d'un grand nom- bre de degrés dans le régulateur entraine des difficultés de construction et conduit à des modèles coûteux.
On a constaté maintenant qu'on peut écarter ces incon- vénients en divisant toute la zone de réglage en zones par- tielles, de préférence égales, dont une seule est réglée en petits degrés, tandis que les autres, après que la commande de la zone partielle à petits degrés a été effectuée, sont mises en circuit automatiquement avec cette zone et hors circuit de cette zone, l'une après l'autre, comme résistan- ces fixes, par des interrupteurs influencés par le cylindre oscillant.
Après chaque mise en circuit d'une résistance fixe avec la résistance de réglage, le nombre de tours du moteur d'en- vidage diminue, de sorte que la position du régulateur et le nombre de tours nominal ne concordent plus. Comme, par suite de la vitesse d'amenée relativement plus grande de la matiè- re qu'il s'agit d'envider, le cylindre oscillant descend, le régulateur retourne, en supprimant ainsi l'écart à la posi- tion initiale ou à une position où la vitesse angulaire po- sitive et la vitesse angulaire nominale sont égales. Lorsque le régulateur a t degrés et lorsqu'on divise la zone de ré- glage en n zones partielles, la zone totale de réglage appa- rait divisée en n.t degrés lorsque toutes les zones partiel- les ont été parcourues.
Le réglage a lieu comme si l'on avait mis en circuit un régulateur à n.t degrés. Même lorsqu'on emploie des régu- lateurs dont le nombre de degrés t est petit, le réglage de la vitesse angulaire est suffisamment précis quand la zone totale de réglage est divisée en un nombre suffisant de zones partielles.
L'aménagement d'un petit nombre de degrés de la résis-
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tance de réglage et d'un plus grand nombre de résistances fixes ne donne lieu à aucune difficulté de construction, même lorsque, pour une zone de réglage étendue en cas de commande par courant continu, le réglage de l'induit et du champ doivent être combinés.
Pour la mise en oeuvre du procédé, on emploie avec avantage les diverses résistances partielles de la zone to- tale de réglage pour le réglage de la vitesse angulaire en montant la résistance de réglage à petits degrés dans le circuit de l'induit et les résistances fixes dans le circuit d'excitation et/ou dans le circuit du moteur d'envidage.
Dans le montage Léonard du mécanisme de commande Léonard, on placera, dans le champ de la génératrice Léonard, le régulateur, monté de préférence comme potentiomètre.
La mise en circuit ou hors circuit des résistances peut avoir lieu à l'aide d'un contact sur le cylindre oscillant et d'un ou de plusieurs contacteurs, cas dans lequel, pour la mise en circuit d'un nouveau degré, la mise en action nouvelle préalable d'un contact est toujours nécessaire.
On peut obtenir ce résultat d'une façon simple, par exemple à l'aide d'un relais de transmission ou d'un organe analogue.
On peut effectuer évidemment la mise en circuit ou hors cir- cuit des résistances, sans emploi de contacteurs, par un commutateur, ou un cylindre de commutation qui sont comman- dés par le cylindre oscillant. Enfin, tout en supprimant les contacts et les interrupteurs sur ce cylindre, on peut effectuer la mise en circuit ou hors circuit des résistances à l'aide de relais dépendant du voltage, relais dont les bo- bines ont leur tension influencée par une résistance de ré- glage distinct couplée avec le cylindre oscillant ou par le régulateur lui-même, de façon que le relais réponde à un écart déterminé de ce cylindre.
Outre le réglage de la vitesse angulaire avec une préci- sion suffisante, même dans les cas de l'emploi d'un petit
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nombre de degrés, cette commande de l'envidage présente en- core l'avantage que toute position du cylindre oscillant dans chaque zone partielle correspond rigoureusement à une vitesse angulaire déterminée du moteur. De plus, des varia- tions de peu de durée dans l'amenée de la matière suivant les mouvements du cylindre oscillant peuvent être rapidement compensées. Si, par exemple, pour un motif quelconque, la vitesse d'amenée augmente, le cylindre oscillant commande, en s'abaissant, une tension élevée dans l'induit, par consé- quent un couple élevé.
Inversement, lorsque la vitesse de l'amenée diminue , le cylindre oscillant s'élève rapidement et de ce fait la tension dans l'induit baisse d'autant. Pour pouvoir tenir compte, aux limites des zones partielles, des variations de la vitesse de la matière, qu'implique la fa- brication, il convient de faire se couper les unes par les autres les zones partielles.
Le dispositif peut être utilisé simplement, pour des opérations de dévidage, par simple renversement de la série de mise en circuit ; demême, on peut, par la combinaison des deux formes d'exécution, employer l'installation pour le maintien de vitesses angulaires constantes entre des limites fort écartées de réglage.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une commande dans le cas d'un montage Léonard du moteur d'envi- dage, pour une commande d'envidage fonctionnant suivant le nouveau procédé.
La bande de buna 1 qu'il s'agit d'envider est conduite, par le cylindre de renvoi 2 et le cylindre oscillant 3, au cylindre envideur 4, que commande le moteur 5. Comme la trac- tion sous laquelle la matière est envidée doit rester cons- tante, la vitesse angulaire du moteur 5 doit être réglée en fonction du degré d'envidage atteint sur le cylindre d'envi- dage 4. Lorsque les vitesses périphériques du cylindre 4 et la vitesse d'amenée de la bande 1 concordent, le cylindre
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oscillant 3 reste immobile. Par contre, lorsqu'au cours de l'opération d'envidage, la vitesse périphérique augmente par suite du diamètre croissant du cylindre 4, le cylindre oscillant 3 se lève. De ce fait et à L'aide d'une tringlerie 7, le contact à curseur 8 d'un potentiomètre 9 se déplace.
L'enroulement d'excitation de la génératrice Léonard 6 est connecté au contact 8. Par la modification de la position de ce contact 8, le courant d'excitation de la génératrice 6 et par suite sa tension aux bornes sont influencées, de sor- te que la vitesse angulaire du moteur 5 et du cylindre d'en- vidage 4 se modifie. Le déplacement du contact 8 se poursuit jusqu'à ce qu'il y ait concordance entre la vitesse d'amenée de la bande 1 et la vitesse périphérique du cylindre 4. A la fin de l'opération de réglage, le cylindre oscillant est venu occuper une nouvelle position.
Lorsqu'on a parcouru toute la zone de réglage que cou- vre le potentiomètre 9 et que par conséquent le cylindre oscillant 3 s'est soulevé suffisamment pour que l'interrup- teur 10 soit mis en action et lorsque le cylindre oscillant continue à se soulever, la roue à rochet 13 du cylindre de commutation 14 est déplacée d'une dent par l'intermédiaire du poussoir 11. Le cliquet 12 empêche alors le retour de la roue à rochet lorsque l'interrupteur s'ouvre de nouveau.
Par la rotation du cylindre de commutation 14 de la position "O" à la position "I", la résistance 16a, montée en amont, est mise en circuit et la résistance 17a est mise en court- circuit. La résistance 16a est de même grandeur que la ré- sistance du potentiomètre 9. Par la mise en circuit de la résistance 16a, le courant d'excitation de la génératrice 6 baisse. La vitesse angulaire du cylindre envideur 4 diminue de ce fait, de sorte qu'à ce moment plus de matière est ame- née qu'il n'en est envidée. Le cylindre oscillant retourne donc et déplace ainsi le contact à curseur 8 dans la posi- tion A, jusqu'à ce que soit atteinte la position initiale, @
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ou une position pour laquelle une vitesse d'amenée et une vitesse périphérique sont égales.
Ce jeu se renouvelle jus- qu'à ce que l'interrupteur 10 se ferme de nouveau et que le cylindre 14 tourne jusqu'à la position "II". La résistance
16b est mise alors en circuit et la résistance 17b en court- circuit, à la suite de quoi le courant d'excitation baisse et le cylindre oscillant revient à la position de départ.
De cette façon, la zone de réglage entière est parcourue, graduellement, en plusieurs zones partielles, dans chacune desquelles le réglage a lieu par petits degrés à l'aide du potentiomètre 9.
Les résistances 15 et 17a à 17c qui sont en outre repré- sentées sur le dessin servent à l'ajustement de la vitesse angulaire ou à déterminer l'étendue de réglage d'une zone partielle.
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AUTOMATIC SPEED ADJUSTMENT METHOD AND APPARATUS
ANGULAR OF FEEDING CYLINDERS.
In apparatuses for the emptying of fabrics, paper and other similar products, the angular velocity of the cylinder considered must, as is known, be constantly reduced, as the diameter increases, in order to keep constant the traction under which the material is rolled. A whole series of processes have become known, in the paper industry and in the textile industry, for the automatic adjustment of the angular speed of electrically powered winding machines, for example the adjustment of a constant current of the drive motor armature, widely applied in paper machines and based on the varia-
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tion of. tensile moment, or the most common adjustment in the textile industry using a "sliding" cylinder.
However, these adjustment methods cannot be used for the wrapping of elastic materials, such as those obtained in the manufacture of "buna", due to the properties of these materials. Thus, adjustment to maintain a constant current in the armature is not possible for elastic materials, because, due to the elongation of the material, the pulling tension cannot exceed a determined value, relatively low and that the participation of the tensile moment in the total torque required, especially for the resistances of the mechanism, is so low that it is no longer possible to use its variations to control the current of the mechanism. 'induced.
By using a "sliding" cylinder as a control member of a resistance regulator, the winding of the elastic material band is very difficult because of the need for numerous changes of direction. Other disadvantages result from variations in the speed of the material, which cannot be completely avoided. They require rapid intervention by the regulator to keep the variations in traction within tolerable limits and so that the tape does not tear.
Simple guiding and easy wrapping of the material can be achieved by employing, as a control member, an oscillating cylinder which is applied by a pendulum movement on the strip of material, before it reaches the end. feeder cylinder, and which transmits to an adjustment resistor both the increase in the feed diameter and all the variations in the material feed. The oscillating cylinder descends when the speed at which matter arrives increases; it is raised when this speed decreases. The adjustment area between the empty cylinder and the desired cylinder is, as we know, large. But as the move
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The angle available for adjustment is naturally very small, this large adjustment zone must be divided into very many degrees.
But the introduction of a large number of degrees in the regulator leads to construction difficulties and leads to expensive models.
It has now been found that these drawbacks can be avoided by dividing the entire adjustment zone into partial, preferably equal, zones of which only one is adjusted in small degrees, while the others, after the control of the partial zone with small degrees has been carried out, are automatically switched on and off with this zone, one after the other, as fixed resistances, by switches influenced by the oscillating cylinder.
Each time a fixed resistor is switched on to the regulating resistor, the number of revolutions of the dump motor decreases, so that the position of the regulator and the nominal number of revolutions no longer match. As, as a result of the relatively greater feed rate of the material to be emptied, the oscillating cylinder descends, the governor returns, thus eliminating the deviation from the initial position or at a position where the positive angular velocity and the nominal angular velocity are equal. When the regulator has t degrees and when dividing the control zone into n partial zones, the total control zone appears divided into n.t degrees when all the partial zones have been covered.
The adjustment takes place as if a n.t degree regulator had been switched on. Even when regulators whose number of degrees t is small are employed, the angular speed adjustment is sufficiently precise when the total adjustment area is divided into a sufficient number of partial areas.
The arrangement of a small number of degrees of resistance
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adjustment and a greater number of fixed resistors does not give rise to any construction difficulties, even when, for a large adjustment range in the case of direct current control, the adjustment of the armature and the field must be combined.
For the implementation of the method, the various partial resistances of the total control zone are advantageously used for the adjustment of the angular speed by mounting the adjustment resistor in small degrees in the armature circuit and the resistors. fixed in the excitation circuit and / or in the winding motor circuit.
In the Léonard assembly of the Léonard control mechanism, the regulator, preferably mounted as a potentiometer, will be placed in the field of the Léonard generator.
The resistors can be switched on or off by means of a contact on the oscillating cylinder and one or more contactors, in which case, to switch on a new degree, in new action prior to contact is always necessary.
This result can be obtained in a simple way, for example using a transmission relay or the like.
The resistors can of course be switched on or off, without the use of contactors, by a switch, or a switching cylinder which are controlled by the oscillating cylinder. Finally, while removing the contacts and switches on this cylinder, the resistors can be switched on or off using voltage-dependent relays, relays whose coils have their voltage influenced by a resistance of separate regulation coupled with the oscillating cylinder or by the regulator itself, so that the relay responds to a determined deviation of this cylinder.
In addition to adjusting the angular speed with sufficient precision, even in the case of the use of a small
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number of degrees, this unwinding control still has the advantage that any position of the oscillating cylinder in each partial zone strictly corresponds to a determined angular speed of the motor. In addition, short-term variations in the feed of the material following the movements of the oscillating cylinder can be quickly compensated for. If, for example, for any reason the feed rate increases, the oscillating cylinder lowers a high voltage in the armature, hence a high torque.
Conversely, when the speed of the feed decreases, the oscillating cylinder rises rapidly and therefore the tension in the armature decreases accordingly. In order to be able to take into account, at the limits of the partial zones, the variations in the speed of the material involved in the fabrication, it is advisable to make the partial zones intersect with each other.
The device can be used simply, for unwinding operations, by simply reversing the series of switching on; Similarly, it is possible, by the combination of the two embodiments, to use the installation for maintaining constant angular speeds between widely spaced adjustment limits.
The appended drawing shows, by way of example, a control in the case of a Leonardo assembly of the envi- ronment motor, for a feed control operating according to the new method.
The band of buna 1 that is to be wrapped is led, by the return cylinder 2 and the oscillating cylinder 3, to the feeder cylinder 4, which is controlled by the motor 5. Like the traction under which the material is envy must remain constant, the angular speed of motor 5 must be adjusted according to the degree of envirment reached on envi- ronment cylinder 4. When the peripheral speeds of cylinder 4 and the belt feed speed 1 match, the cylinder
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oscillating 3 remains motionless. On the other hand, when during the emptying operation, the peripheral speed increases as a result of the increasing diameter of the cylinder 4, the oscillating cylinder 3 rises. As a result and with the aid of a linkage 7, the slide contact 8 of a potentiometer 9 moves.
The excitation winding of Leonardo generator 6 is connected to contact 8. By modifying the position of this contact 8, the excitation current of generator 6 and consequently its terminal voltage are influenced, thus te that the angular speed of the motor 5 and of the emptying cylinder 4 changes. The movement of the contact 8 continues until there is agreement between the feed speed of the strip 1 and the peripheral speed of the cylinder 4. At the end of the adjustment operation, the oscillating cylinder has come. occupy a new position.
When the whole of the adjustment zone which the potentiometer 9 covers has been traversed and consequently the oscillating cylinder 3 has risen sufficiently for the switch 10 to be activated and when the oscillating cylinder continues to move. When lifting, the ratchet wheel 13 of the switching cylinder 14 is moved by one tooth via the pusher 11. The pawl 12 then prevents the return of the ratchet wheel when the switch opens again.
By rotating the switching cylinder 14 from the "O" position to the "I" position, the upstream resistor 16a is switched on and the resistor 17a is shorted. Resistor 16a is the same magnitude as the resistance of potentiometer 9. By switching on resistor 16a, the excitation current of generator 6 drops. The angular speed of the feeder cylinder 4 therefore decreases, so that at this time more material is fed than is desired. The oscillating cylinder therefore returns and thus moves the slide switch 8 into position A, until the initial position is reached, @
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or a position for which a feed speed and a peripheral speed are equal.
This play is renewed until switch 10 closes again and cylinder 14 rotates to position "II". Resistance
16b is then switched on and resistor 17b short-circuited, whereupon the excitation current drops and the oscillating cylinder returns to the starting position.
In this way, the entire adjustment zone is traversed, gradually, in several partial zones, in each of which the adjustment takes place in small degrees using potentiometer 9.
The resistors 15 and 17a to 17c which are further shown in the drawing serve for the adjustment of the angular velocity or to determine the range of adjustment of a partial zone.