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La présente invention a pour objet un ensemble comprenant un groupe moteur et ses moyens de commande, caractérisé en ce que ledit groupe moteur est agencé de telle sorte que, lors du déplacement de son organe de réglage de le 2, 3, n divisions égales entre elles, à partir d'une position initiale , le coef- ficient de réduction soit rendu égale à la première, deuxième, troisième, .oon-ième puissance d'un taux de réglage prédéterminé et caractérisé en outre par une came agencée de telle sorte que, pour déplacer desdites divisions l'organe de réglage à partir de sa position initiale, elle doive être déplacée à partir d' une position quelconque de quantités dont chacune dépend du produit de la gran- deur de la quantité précédente et du taux de réglage.
L'invention sera décrite ci-après, à titre d'exemple non limitatif dans son application à un laminoir de pâte.
La fig. 1 est une vue schématique en perspective d'un laminoir de pâte et de ses moyens de commande et la fig. 2 est une vue schématique en élévation de certaines parties de la commande.
Sur le dessin le chiffre de référence 1 désigne le carter d'un lami- noir de pâte ,2 est le rouleau de laminage inférieur, fixe en hauteur et 3 est le rouleau de laminage supérieur dont l'arbre 4 est guidé dans des fentes verti- cales 5 du carter et soutenu par des bielles 6 . Celles-ci sont articulées à des manivelles 7 calées sur un arbre 8 relié à un axe de réglage 12 au moyen d'une transmission à chaîne 9, 10 11.
L'axe de réglage 12 est muni à son extrémité antérieure d'un disque 13 pourvu d'une graduation 14 qui se déplace en regard d' un index fixe pour indiquer la grandeur de l'interstice de laminage existant entre les rouleaux de laminage 2 et 30 Les moyens pour l'entraînement en rotation de ces rouleaux sont représentés de manière symbolique et comprennent un moteur électrique réversible 16, un arbre 17,un engrenage 18, un arbre cardan 19 et 1 arbre 4.
De part et d'autre de l'interstice de laminage sont disposés des trans- porteurs continus 20 et 21 entraînés respectivement par les tambours 22 et 23 et tournant sur les tambours libres 24 et 25, respectivement.
Lorsqu'on travaille la pâte en la faisant passer alternativement de gauche à droite et de droite à gauche entre les rouleaux 2 et 3, celui des trans- porteurs qu'à chaque passage constitue le transporteur de sortie doit se mouvoir à une vitesse 'égale à la vitesse circonférentielle des rouleaux 2 et 3 L'autre transporteur, qui constitue alors le transporteur d'entrée, doit se mouvoir à une vitesse réduite dans la même proportion que l'est l'épaisseur de la pâte laminée dans ce passage, si l'on admet que la réduction d'épaisseur produit un accroissement correspondant de la longueur. Autrement dit, le coefficient de réduction de l'entraînement du transporteur d'entrée devra être égal au coefficient de réduction de l'épaisseur du morceau de pâte.
La transmission à chaîne 26, 27, 28, 29 et les accouplements unidi- rectionnels 30 et 31 servent à mouvoir, à partir de l'arbre 17, celui des trans- porteurs qui travaille en transporteur de sortie. Ainsi, par exemple , si le rouleau 2 tourne dextrorsum(fig. 1) c'est l'accouplement 31 qui fonctionne.
Le problème qui consiste à créer un dispositif propre à faire avan- cer à chaque passage le transporteur d'entrée à une vitesse réduite dans la même proportion que l'interstice de laminage est difficile à résoudre si l'on veut pouvoir choisir librement les grandeurs successives de 1'interstice de laminageo Au premier abord il semble indispensable que le:dispositif comprenne des moyens qui, lors de chaque réglage de l'interstice de laminage calculent le coefficient de réduction provenant de ce réglage, et qui règlent ensuite de façon correspondan- te la vitesse du transporteur d'entrée.
Puisque le coefficient de réduction doit être calculé en divisant la "grandeur de l'interstice après réglage" par la "gran- deur de l'interstice avant réglage", lesdits moyens devraient pouvoir "garder en
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mémoire" le numérateur jusqu'à ce que soit établi le dénominateuro Des moyens de réglage de la vitesse conçus sur cette base sont nécessairement très compliqués et coûteux.
La présente invention apporte à ce problème une solution qui est simple non seulement dans sa conception théorique mais aussi dans sa réalisation pratique. Cette solution se base sur les réflexions suivantes :
Si on nomme Wo la grandeur initiale de l'interstice de laminage, une grandeur réduite de cet interstice peut être exprimée par l'équation :
Wx = Wo où a est un nombre déterminé que par la suite nous nommerons " taux de réglage"
Pour notre exemple nous avons choisi a = 0,87
Pour simplifier les explications nous prenons maintenant un exemple numérique complet, avec W = 50mm et U (vitesse circonférentielle des rouleaux 1 et 2) = 50 m/mino
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<tb> On <SEP> a <SEP> alors <SEP> :
<SEP>
<tb>
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<tb>
<tb> pour
<tb>
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<tb>
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<tb>
<tb> x <SEP> ax <SEP> w
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Xo <SEP> 0 <SEP> Wo-50
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> x1= <SEP> 1 <SEP> 0,87 <SEP> 43,5
<tb>
<tb>
<tb> x2= <SEP> 2 <SEP> 0,757 <SEP> 37,8
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> x3= <SEP> 3 <SEP> 0,659 <SEP> 32,9
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> x4= <SEP> 4 <SEP> 0,572 <SEP> 23,05
<tb>
<tb>
<tb> x5= <SEP> 5 <SEP> 0,498 <SEP> 24,9
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> x6= <SEP> 6 <SEP> 0,434 <SEP> 21,65
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> x7= <SEP> 7 <SEP> 0,377 <SEP> 13,8
<tb>
<tb>
<tb> x8= <SEP> 8 <SEP> 0,328 <SEP> 16,4
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> x9= <SEP> 9 <SEP> 0,285 <SEP> 14,2
<tb>
Si l'épaisseur du morceau de pâte est réduite de W.
50 mm à W8 = 16,4 dans un seul passage, le coefficient de réduction de la vitesse du trans- porteur d'entrée pendant ce passage devra être
EMI2.2
Si dans un autre cas l'épaisseur du morceau de pâte est réduite de 50 à 37,8 mm dans un premier passage et de 37,8 à 16,4 mm dans deuxième passa- ge, les coefficients de réduction devront être
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EMI3.1
37,8 = 0,757 = a2 = a2 pour le premier passage 50 et 16,4 = 0,434 = a6 = ax6 pour le deuxième passageo 37,8
Supposons ensuite que l'épaisseur du morceau de pâte doive être ré- duite dans trois passages successifs de 50 à 43,5 puis de 43,5 à 32,9 puis de 32,9 à 16,4 mmo
Les coefficients de réduction devront alors être
EMI3.2
43,5 = OY87 = a = axl pour le premier passage, 50 32,9 = 0,757 = a 2 = ax2 pour le deuxième passages 43,5 et 16,4 = 0,
498 = a5 = ax5 pour le troisième passageo
On remarque que X8 = x + x6 = x1+x1+x5; autrement dite .problème est ramené à une simple addition ou soustraction de valeurs en se servant des équations mathématiques bien connues.
EMI3.3
Pour faciliter la compréhension, de cet exposée il a étxchoisi comme réducteur de vitesse pour notre mode de réalisation une commande à friction d'un type bien connu. Cette commande comprend une roue 32 qui est calée sur l'arbre 17 du rouleau 2, dont le diamètre extérieur est sensiblement égal à celui des rouleaux 2, 3 et dont la face est pressée sur le pourtour d'un galet de fric- tion 33. Celui-ci a le même diamètre que les tambours d'entraînement 22,23 et peut se déplacer sur un tronçon à profil carré d'un arbre 34.
La rotation du ga- let 33 est transmise sans démultiplication à ces tambours 22,23 par l'arbre 34, puis par un engrenage conique 35, un arbre 36, une transmission à chaîne 37, 38, 39 40 et deux accouplements électromagnétiques 41, 42 commandés par des in- terrupteurs actionnés par l'interrupteur de renversement de marche du moteur 16. L'accouplement 41 appartenant au tambour 22 et au transporteur 20 fonctionne seulement lorsque le rouleau 2 tourne dextrorsum (fig. 1), alors que l'accouple- ment 41 appartenant au tambour 23 et au transporteur 21 fonctionne seulement quand le rouleau 2 tourne senestrorsum.
En supposant que la commande à friction travaille sans glissement, on aura pour la position représentée sur le dessin, de la roue 33, un coefficient de réduction égal à 1 ( =ao
Lors du réglage de la commande à friction le déplacement du galet 33 vers l'axe de la roue 32 est effectué par un organe de réglage 44 qui possède une came 45, par l'intermédiaire d'un coulisseau 48 guidé en 47,pourvu d'un galet suiveur de came 46 et garni d'un ressort de rappel 43. Comme expliqué plus loin, le profil de came 45 est déterminé uniquement en fonction de la caractéristique de réglage de la commande à friction 32, 33.
Pour cette raison on pourrait facile- ment remplacer cette commande par une des nombreuses transmissions à rapport de démultiplication variable que l'on trouve dans le commerce, à la condition que le rapport de démultiplication de cette autre transmission puisse varier dans les limites voulues et que le couple transmis soit assez grand pour tous les rap- ports de démultiplication.
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Dans le mode de réalisation représenté sur le dessin, l'organe de réglage 44 est en quelque sorte un tiroir qui possède deux rainures longitudina- les 49 pour son guidage sur des goujons' fixes 50, 51. Le goujon 51 prend d'ail- leurs également dans une rainure semblable 53 que possède un suiveur de came 52.
Celui-ci possède une rainure 54 qui est alignée sur la rainure 53 et qui donne libre passage à une vis de serrage à poignée 55 prenant dans un trou taraudé de l'organe de réglage 44; il est pourvu d'un bec 52a sur lequel agit une came 56 calée sur l'axe 12. La vis de serrage à poignée 55 est un organe d'accouplement qui permet d'assujetir l'organe de réglage 44 au suiveur de came 52. Dès qu'un tel assujetissement ou accouplement a été effêctué, un déplacement de gauche à droite (fig. 1 et 2) des organes 44, 52, provoqué par une rotation dextrorsum de l'axe 12 - rotation qui produit une diminution de l'interstice de laminage-, provoque, grâce à l'action de la came 45, un soulèvement du galet de friction 33, dont une diminution du coefficient de réduction de la commande à friction 32, 33.
Si, par la suite, la vis de serrage à poignée 55 est desserrée, l'organe de réglage 44 se trouve libéré du suiveur de came 52, si bien qu'un ressort de rappel 57 ramène l'organe de réglage 44 dans sa position initiale dans laquelle un épaulement 44a dudit organe bute contre un arrêt fixe 58;
lors de ce retour de l'organe de réglage 4µle ressort de rappel 43 maintient le galet suiveur 46 en contact avec la came 45, si bien que le galet de frottement 33 est aussi ramené dans,sa position initiale et établit de nouveau le coefficient de réduction U/Uo = 1 @
Le profil 59 de l'organe très important que constitue la came 56 a été déterminé théoriquement sur la base de ce qui a été exposé ci-dessus et cela en tenant compte de la présence du mécanisme à manivelle et bielle 7,6 dans le dispositif de réglage de l'interstice de laminage.
Ce profil 59 est tel que pour déplacer l'organe de réglage 44 à partir de sa position initiale (dans laquelle il est ramené avant chaque nouveau réglage dudit interstice, par suite du desser- rage de l'organe d'accouplement 55 et de l'action du ressort 57) d'un certain nombre de divisions égales (qui, dans l1 fig 2, apparaissent, comme divisions ra- diales entre les cercles 60 et comme divisions longitudinales du profil de came 45 de l'organe de réglage 44), la came 56 doit elle-même être,déplacée à partir d'une position quelconque (sur le dessin c'est la position n 2 parce que.l'on suppose que l'on a préalablement effectué un premier laminage avant lequel le rouleau supérieur avait été abaissé de 50 à 43,5 mm) de-quantités (dans notre mode de réalisation ces quantités sont des angles)
successives dont chacune dé- pend du produit de la valeur de la quantité précédente par le taux de réglage.
Dans notre mode de réalisation, le profil de came 59 est lié à la grandeur de l'interstice de laminage selon une loi qui est celle du mécanisme à manivelle et bielle 76; cette loi fournit un deuxième facteur qui intervient dans le produit susmentionné de sorte que si la variable "interstice de laminage est réduite àpartir d'une valeur quelconque dans un rapport (coefficient de réduction de l'interstice de laminage) librement choisi, le coefficient de réduc- tion de la commande (dans notre exemple, celui de la commande à friction ) est réduit dans la même proportion, par un déplacement correspondant de l'organe de réglage 44 à partir de sa position initiale.
Dans notre exemple de réalisation, nous avons réduit suivant une progression géométrique la grandeur de l'interstice de laminage, mais en même temps les valeurs provenant de la loi du mécanisme à ma- nivelle et bielle et intervenant comme facteur dans ledit produit augmentent; de ce fait, ces valeurs ont pour effet de rendre moins raide Te profil de came 59 que dans¯le cas où ce mécanisme serait remplacé par un mécanisme à pignon et crémail- lère, par exemple.
En pratique la,détermination du profil 59 de la came 56 est très simple.
Si on reporte en 61 (fig. 2) les valeurs successives de l'interstice de laminage, qui décroissent en progression géométrique à un taux de 0,87, on peut reporter en 62 les positions correspondantes de la manivelle 7. On peut ensuite mesurer ( ou calculer) les angles de rotation à de manivelle à partir de sa pusition ini-
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tiale, les multiplier parle coefficient de démultiplication de la transmission à chaîne 9, 10, 11 et reporter, à partir du rayon initial du profil de came 59, les valeurs ss ainsi obtenues. Les points d'intersection des cercles 60 avec les rayons terminaux des différentes valeurs de 1'angle ss déterminent alors le pro- fil 59 de la came 56.
La détermination du profil de came 45 de l'organe 45 est également très simple. Ainsi, que cela est montré à la fig. 2 on reporte la caractéristique de la commande à friction 32, 33 en prenant le point 0 de ce profil 45 comme point de départ correspondant à la valeur 1 du coefficient de réduction de la commande à friction 32, 32, et en choisissant un axe des abscisses qui est paral- lèle à la direction du mouvement de l'organe de réglage 44 Sur cet axe on marque les points 64 indiquant les valeurs de' la vitesse U, du nombre de trois n et du coefficient de réduction i qui correspondent aux différentes valeurs Wo, W1 W2 de l'interstice de laminage.
On trace ensuite, ainsi qu'on l'a fait.pour les points n 1 et 8, des droites 65 parallèles à l'axe des ordonnées; ensuite on trace des droites 66 parallèles à l'axe des abscisses en partant des points d'intersection des droites 65 avec la caractéristique 63 ; outre on dresse des lignes 68 paral- lèles à l'axe des ordonnées, en partant des points 67 marquant les divisions ré- gulières du déplacement de l'organe de réglage 44. Le point d'intersection de chacune des droites 66 avec la droite 68 correspondante donne un des points du profil de came 45.
Grâce à ce profil de came 45 de l'organe de réglage 44 qui appartient à la commande à friction , on obtient que, lors du déplacement de cet organe de une, deux, trois... divisions égales à partir d'une position initiale (qui correspond au coefficient de réduction a 1), le coefficient de réduction (U/U) devienne égal à la lère, 2ème, 3ème... puissance du taux de réglage a préchoisi.
Nous avons adopté pour notre mode de réalisation la commande à fric- tion 32, 33 parce que celle-ci a pour caractéristique de réglage 63 une droite.
Toutefois il ressort clairement de la description qui vient d'être faite de la construction du profil de came 45, qu'on pourrait sans autre utiliser toute commande à coefficient de réduction toujours croissant parce qu'une autre carac- téristique de cette commande donnerait simplement une autre forme du profil de came 45.
Dans ce rapport il faut d'ailleurs noter qu'on pourrait remplacer non seulement la commande à friction, mais toute l'unité motrice formée par l'ensemble de cette commande et de son moteur d'entraînement 16 par d'autres unités motrices qui pourraient être par exemple; des unités électriques réglables et réversibles (tel un groupe Leonard), et des unités hydrauliques (parmi lesquelles on peut en citer une dans laquelle une pompe alimenterait, à travers une vanne de régla- ge de débit régie par un organe de réglage analogue à 44, un moteur hydraulique, une unité comprenant une¯pompe à disque incliné régie par un organe de réglage analogue à 44, un moteur hydraulique;
une unité comprenant une pompe à disque in- cliné régie par un organe de réglage analogue à 44, et aussi une unité comprenant un moteur hydraulique à disque incliné, et régi par un organe de réglage analo- gue à 44)
Revenons à notre mode de réalisation pour montrer comment il permet d'effectuer les laminages cités comme exemples numériques lors de l'exposition du principe de fonctionnement.
Cas 1: Diminution d'épaisseur de 50 à 16,4 mm en un seul passage : Lorsqu'on actionne le volant 13 qui fait diminuer l'interstice de laminage directement de 50 mm. à 16,4 mm on provoque une rotation de la came 56 de huit divisions consé- cutives; le suiveur de came 52 et l'organe de réglage 44 sont, de ce fait, dépla- cés vers la droite de huit divisions, ce qui, selon la caractéristique de régla- ge 63, fait diminuer de 1 à a8 = 0,328 le coefficient de réduction de l'entraîne- ment du transporteur d'entrée.
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Cas 2 Diminution d'épaisseur de 50 à 37,8 mm, puis de 37,8 à 16,4-mm.
Pour le premier passage, les organes 52, 44 sont déplacés vers la droite de deux divisions égales à partir de leurs positions initiales, parce que la came 56 est déplacée de deux divisions; selon la caractéristique de réglage 63, le coefficient de réduction est diminué de 1 à a2 = 0,757
Avant d'effectuer le deuxième passage, la vis d'accouplement 55 est desserrée afin que l'organe de réglage 44 soit,remis dans..:, sa position initiale par le ressort 57; quand, après avoir serré à nouveau la vis d'accouplament 55, on actionne le volant 13 pour diminuer l'interstice de laminage de 37,8 mm à 16,4 mm, le suiveur de came 52 parcourt six divisions égales en passant de la position n 2 à la position n 8;
l'organe de réglage 44, en accompagnant ce suiveur, passe de la position n 0 à la position n 6 et diminue ainsi de 1 à a6 . 0,434 = 16.4 le coefficient de réduction.
37. 8 Cas 3: Diminution d'épaisseur de 50 à 43,5 mm, puis de 43,5 à 32,9 mm, puis de 32,9 à 16,4 mm.
Pour le premier passage, les organes 52 et 44 sont déplacées ensemble de la position n 0 à la position n 1, ce qui produit une diminution de 1 à a1 0,87 43,5 , du coefficient de réglage.
50
Pour le deuxième passage, le suiveur de came 52 est déplacé de deux divisions égales en passant de la position n 1 à la position n 3; ce suiveur déplace de la même quantité l'organe de réglage 44 qui passe donc de la position n 0 à la position n 2 en diminuant de 1 à a2 0,757 = 32,9 le coefficient
43,5 de réduction.
Pour le troisième passage, le suiveur de came 52 est déplacé de cinq divisions égales en passant de la position n 3 à la position n 8; l'organe de - réglage 44 passe donc de la position n 0 à la position n 5 et diminue le coefficient de réduction de 1 à a5 = 0,498 = 16,4
32,9
Si la commande utilisée est du type à réglage progressif-ce qui est le cas pour la commande à friction 32,33 - on peut successivement réduire à des valeurs intermédiaires quelconques la grandeur de l'interstice de laminage , car l'équation ayaz = ay+z sur laquelle est fondée le principe de fonctionnement du dispositif selon l'invention est également valable lorsque y et z ne sont pas des nombres entiers.
Si, au contraire, on renonce à la possibilité de choisir de telles valeurs intermédiaires de la grandeur de l'interstice de laminage, on peut uti- liser, en lieu et place d'une commande à réglage progressif, une boite à vitesse réglable par échelons, par exemple une boite à vitesses à clavette coulissante dont les différentes paires de roues fourniraient des coefficients de réduction suivant une progression géométrique dont les termes correspondraient aux différen- tes valeurs auxquelles on veut successivement pouvoir réduire l'interstice de laminage, Dansle mode de réalisation décrit, il faut, après chaque passage du morceau de pâte et avant chaque nouvelle réduction de l'interstice de laminage desserrer la vis d'accouplement , 55 et serrer à nouveau cette vis dès que l'or- gane de réglage 44 est revenu dans sa position initiale .
Mais il va de soi que dans des réalisationscommerciales on pourrait facilement prévoir des moyens effec- tuant automatiquement le désaccouplement passager des organes 52 et 44 au bon moment. Il est probable que souvent la machine à laquelle l'invention est appli- quée aura un volant 13 ou un organe de réglage analogue, muni d'un organe de verrouillage capable d'être mis hors d'activité à l'encontre d'un ressort.
Si les organes 44, 52 (qui pourraient être montés sur un même axe, le premier de façon
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à pouvoir tourner par rapport au deuxième) sont accouplés l'un à l'autre par un accouplement électromagnétique, 1'.organe de verrouillage susmentionné pourra: être utilisé pour couper pendant quelques instants, lors de sa mise en position! de non-verrouillage, le circuit d'alimentation de cet accouplement, dans le but de permettre au ressort 57 de ramener l'organe 44 dans sa position initiale.
A dessein on n'entrera pas dans d'autres détails d'ordre constructif car il est clair que ces détails pourront trouver de nombreuses réalisations. En outre il va de soi qu'on prévoira des moyens permettant d'effectuer une suite de laminages suivant un programme choisi à l'avance. Pour l'illustration de notre exemple sur les dessins, on s'est-avant tout efforcé de rendre ceux-ci aussi clairs et simples que possible.
Jusqu'ici on a parlé uniquement de l'application de l'invention à un laminoir de pâte. Il va de soi que l'invention pourra trouver de nombreuses appli- cations dans des domaines plus ou moins voisins. En voici des exemples
Dans une installation pour le laminage de bandes de tôles qui compren- nent des dispositifs d'enroulement des bandes, celui de ces dispositifs qui au passage de la bande est situé sur le côté d'entrée de l'interstice de laminage pourrait être entraîné à vitesse variable tout comme le transporteur d'entrée du laminoir de pâte.
Dans un laminoir continu ayant une suite de cages, les rouleaux de chaque cage pourraient être entraînés à une vitesse qui dépend de la réduction de l'interstice de laminage dans la cage suivante .
REVENDICATIONS :
1. Ensemble comprenant un groupe moteur et ses moyens de commande, caractérisé en ce que ledit groupe moteur est agencé de telle s rte que, lors du déplacement de son organe de réglage de 1, 2, 3... n divisions égales entre elles, à partir d'une position initiale, le coefficient de réduction soit rendu égal-à la première, deuxième, troisième...n-ième puissance d'un taux de réglage prédéterminé, et caractérisé en outre par une came agencée de telle sorte que, pour déplacer desdites divisions l'organe de réglage à partir de sa position initiale,'elle doive être déplacée à partir d'une position quelconque de quanti- tés dont chacune dépend du produit de la grandeur de la quantité précédente et du taux de réglage.