Dispositif pour régler la tension dans une bande déroulée
à partir d'un rouleau d'alimentation
La présente invention a pour objet un dispositif pour régler la tension dans une bande déroulée à partir d'un rouleau d'alimentation, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour exercer une force de freinage variable sur ledit rouleau d'alimentation, un rouleau flottant, sur lequel passe ladite bande, en exerçant sur celui-ci une force de tension, des moyens, pour exercer sur ledit rouleau une force antagoniste qui contrebalance cette force de tension, des moyens de commande pour actionner lesdits moyens de freinage en fonction des écarts effectués par le rouleau sensible aux variations de tension de la bande, à partir d'une position de référence, des moyens,
pour donner d'autres valeurs à la tension exercée sur le rouleau flottant par la bande, et des moyens agissant sur ces derniers lors d'un ralentissement vers l'arrêt du déroulement pour modifier la force antagoniste agissant sur le rouleau flottant afin qu'elle agisse en coopération avec lesdits moyens de commande à l'encontre d'un relachement de la tension de la bande due à l'inertie du rouleau d'alimentation en mouvement.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple une forme d'exécution du dispositif faisant l'objet de la présente invention.
La fig. 1 est une représentation schématique du dispositif de cette forme d'exécution.
La fig. 2 est une vue en élévation d'un panneau de commande sur lequel sont montés, certains éléments de ce dispositif.
La fig. 3 est une vue en coupe d'un organe de commande pneumatique utilisée dans le dispositif.
La fig. 4 est un schéma du circuit de commandes électriques associées au dispositif.
La fig. 5 est une représentation graphique des avances d'une commande pilote données en fonction de la rapidité de la variation du signal d'entrée.
La fig. 6 est une représentation schématique correspondant à une partie de la fig. 1 d'une variante.
La fig. 7 est une représentation schématique des étendues d'un mouvement angulaire d'un rouleau flottant.
La fig. 8 est un graphique aidant à comprendre 1'effet de la modification d'étendue de réglage.
La fig. 9 est une comparaison graphique entre le fonctionnement du dispositif pendant les conditions de marche normales et les conditions de marche saccadée.
La fig. 10 est une représentation schématique simplifiée de la fig. 1.
Les fig. lIa à lle sont des graphiques illustrant le fonctionnement du dispositif pendant les arrêts à bouton rouge .
La fig. 12 est un graphique illustrant les variations de la tension dans la bande en fonction des changements de la pression d'organes de freinage agissant sur des rouleaux d'alimentation de largeurs et de diamètres différents.
La fig. 13 est une représentation graphique montrant les tensions de la bande pour un rouleau d'ali- mentation d'un diamètre donné pendant les arrêts de la presse avec différents degrés de ralentissement, et
la fig. 14 est une figure semblable à la fig. 13 mais montrant les tensions obtenues dans la bande avec le même degré de ralentissement, mais avec des rouleaux d'alimentation de deux diamètres différents.
La fig. 1 représente un dispositif réglant la tension dans une bande de papier W dévidée d'un rouleau d'alimentation 20 et amenée dans une presse d'impression 21. Le rouleau d'alimentation 20 est monté dans des paliers pour tourner sur un axe 20a, et la bande est entraînée dans la presse 21 par des rouleaux imprimeurs 22, 23. La presse 21 et les cylindres de celle-ci sont entraînés par un moteur d'entraînement principal M, et peut être entraînée de façon saccadée (par exemple pour enfiler la bande dans la presse) par un petit moteur auxiliaire JM.
Afin d'appliquer une force de freinage au rouleau d'alimentation 20, et ainsi de créer une tension dans la bande W, une courroie 24 est engagée à frottement avec la périphérie du rouleau et est ancrée à ses extrémités opposées 24a et 24b. Afin que la courroie puisse être tendue de façon réglable, elle passe sur des rouleaux 25 et 26, le premier étant stationnaire et le second étant porté par la tige d'un servomoteur pneumatique 28 pounu d'un piston 28b cou- lissant dans un cylindre fixe 28a. Le piston 28b est poussé vers la gauche avec une force proportionnelle à la pression de l'air fourni à l'intérieur du cylindre 28a, de sorte que le rouleau 26 est poussé vers la gauche pour créer dans la courroie 24 une traction ou tension qui est proportionnelle à cette pression d'air.
Il peut y avoir plusieurs courroies 24 et servomoteurs 28 associés avec un seul rouleau d'alimentation 20, les courroies étant disposées à intervalles, le long du rouleau. Le nombre de courroies 24 associées avec un rouleau particulier dépendra de la lar- geur de ce rouleau. Tous les servo-moteurs 28 seront alimentés en parallèle avec de l'air à une pression réglée. Pour la description il suffira de considérer la seule courroie 24 et le seul servo-moteur 28.
Afin de détecter la tension dans la bande en mouvement W d'un rouleau flottant 30 est pivoté sur les extrémités inférieures de deux bras 31 (dont un seul est visible) suspendus à un arbre pivot 32.
La bande W passe sur des rouleaux de guidage sta tionnaires 34 et 35 formant une bouche b engagée sur le rouleau flottant 30. Ainsi le rouleau flottant 30 a tendance à être déplacé vers la gauche, c'est-à-dire à tourner dans le sens des aiguilles d'une montre autour de l'axe de l'arbre pivot 32 avec une force ou couple proportionnel à la tension dans la bande.
Des moyens sont disposés pour appliquer au rouleau flottant 30 une force s'opposant à et équilibrant la force provenant de la tension dans la bande.
Comme on le montre ici, un cylindre de charge 38 est pourvu d'un piston 38a pouvant coulisser dans ce cylindre et articulé en 39 au moyen d'un pivot à un bras radial 40 monté sur l'arbre 32. L'air sous pression fourni, d'une manière qui sera expliquée ciaprès, au cylindre 38, aura pour effet de faire exercer par le piston 38a sur le rouleau flottant 30 une force ou couple de sens contraire à celui des aiguilles d'une montre.
La fig. 2 montre un mécanisme à came 43 comprenant une came 43a à double pivot soumise à l'action d'un ressort 43b qui la maintien en engagement avec un galet 43c monté sur le pivot 88. Ce mécanisme sert à exercer sur l'arbre 32 un couple qui s'oppose aux couples engendrés par le poids du rouleau flottant et par la réaction du ressort 85.
Un régulateur pilote 45 de pression d'air forme une liaison de réglage entre le rouleau flottant 30 et le servo-moteur 28 du frein. Ce régulateur fonctionne de façon à fournir au servo-moteur 28 une pression qui est proportionnelle au déplacement du rouleau flottant à partir d'une position de référence. A mesure que la tension dans la bande augmente ou diminue, le rouleau flottant oscillera vers la gauche ou vers la droite, de sorte que le régulateur pilote 45 fera diminuer ou augmenter la pression de l'air dans le servo-moteur, de sorte que la force de freinage appliquée par la courroie 24 au rouleau d'alimentation 20 diminuera ou augmentera afin de ramener la tension dans la bande à la valeur désirée.
Comme le montrent les fig. 1 et 3, le régulateur pilote 45 comprend un boîtier principal 46 présen- tant quatre chambres 48 ouvertes à l'atmosphère.
Une tige 49 s'étend à travers le boîtier 46 et commande le fonctionnement d'un ensemble régulateur 50 disposé dans la partie inférieure du boîtier. Cet ensemble fonctionne de façon à produire une pression de sortie qui est proportionnelle à la force résultante dans une direction (vers le bas) exercée sur la tige de commande 49 et désignée par force d'entrée.
L'ensemble régulateur 50 présente une chambre d'entrée 51 qui reçoit de l'air sous pression à travers un conduit 52 venant d'une source d'air sous pression 54 (fig. 1). II comprend en outre une chambre de sortie 55 à partir de laquelle une pression réglée d'air est fournie à travers un conduit 56 à un relais pneumatique ou amplificateur de pression 58. Ce dernier est un amplificateur de volume d'air conven tionnel ayant une entrée d'air sous pression 59 alimentée par un accumulateur 59a relié à la source d'air sous pression 54 et un conduit de sortie 60 relié au cylindre 28a.
La pression de sortie qui règne dans le conduit 60 est proportionnelle à la pression fournie par le régulateur pilote 45 au conduit 56.
L'amplificateur 58 est employé dans le cas représenté parce que le régulateur 45 est situé à une distance considérable du servo-moteur 28 du frein, et des conduits de grand diamètre seraient sans cela nécessaires pour relier efficacement le régulateur au servo-moteur. En outre, le régulateur pilote 45 peut ne pas être suffisamment grand pour fournir un écoulement ou volume d'air suffisant à des pressions réglées. Au cas, où le régulateur est plus grand, c'està-dire a une plus grande capacité d'écoulement, l'am- plificateur 58 peut être omis.
L'ensemble régulateur 50 comprend un plongeur 61 (fig. 3) muni d'un clapet d'une soupape d'alimentation 61a et adapté pour se fermer et s'ouvrir par rapport au siège 62. Lorsque le plongeur se déplace légèrement vers le bas ou vers le haut, la soupape d'alimentation 61a, 62 s'ouvre ou se ferme pour établir ou interrompre la communication entre la chambre d'entrée 51 et la chambre de sortie 55. A la force dirigée vers le haut due à la pression d'entrée agis sant sur la face inférieure du clapet 61a est opposée une force dirigée vers le bas agissant sur une bride 64, fig. 3 et sur un diaphragme flexible 65 relié au boîtier 46.
Ainsi des variations de la pression d'entrée ne tendent pas directement à modifier la position du plongeur 61 et l'ouverture de la soupape d'alimentation 61a, 62 :
De l'air à une pression réglée contenu dans la chambre de sortie 55 passe dans le conduit de sortie 56. Il passe aussi à travers un petit tube 66 à une première chambre d'équilibrage 68 et à travers un conduit 69 (fig. 1) à une seconde chambre d'équili- brage 70. La première de ces chambres d'équilibrage 68 est fermée à son extrémité supérieure par la surface inférieure d'un piston 71 fixé rigidement à la tige de commande 49 et relié au boîtier 46 par un diaphragme 72.
La pression dans la chambre 68 tend ainsi à repousser le piston 71 et donc la tige 49 vers le haut, et cela avec une force qui est proportionnelle à la pression de sortie dans la chambre 55.
La seconde chambre d'équilibrage 70 est fermée à ses extrémités supérieure et inférieure par des diaphragmes flexibles 74 et 75 interposés entre la tige de commande 49 et le boîtier 46. La pression dans cette chambre agit vers le bas sur la face supérieure du piston 71, en compensant ainsi partiellement la force dirigée vers le haut créée par la pression régnant dans la première chambre d'équilibrage 68. L'effet résultant des deux chambres d'équilibrage est de produire une force agissant sur la tige de commande 49 et qui compense la force totale agissant sur celui-ci vers le bas, comme on l'expliquera de façon plus détaillée.
On comprendra que la seconde chambre d'équilibrage 70 pourait être omise si la surface de la face inférieure du piston 71 dans la chambre 68 était plus petite ; la seconde chambre est pourvue comme on le montre ici seulement pour modifier la surface sensible de l'ensemble régulateur 50 que l'on achète comme élément standard se trouvant dans le commerce.
Afin d'amener le régulateur pilote 45 à fournir une pression de sortie qui est proportionnelle à la force d'entrée agissant sur la tige de commande 49, mais qui est cependant indépendante des variations de la pression d'entrée, une soupape pilote est formée entre la chambre d'équilibrage 68 et une chambre pilote 76 qui comprend un clapet conique 61b fixé au plongeur 61 et un siège de soupape 71a formée par le piston 71. La chambre pilote 76 communique par un passage 61c ménagé dans l'axe du plongeur 61 avec une chambre 78, fermée à son extrémité supérieure par une bride 61d solidarisant le plongeur à un diaphragme 79.
En outre, une soupape de décharge est formée par un capuchon mobile 80 qu'un ressort de compression 81 tend à maintenir dans une position dans laquelle il ferme la chambre pilote 76.
Lorsque la pression dans ladite chambre pilote 76 surmonte la force engendrée par le ressort 81, le capuchon 80 est soulevé pour permettre à l'air de s'échapper par les passages 71b ménagés dans le piston 71, et de là à travers la chambre adjacente 48 à l'atmosphère.
Supposons que la force d'entrée agissant vers le bas sur la tige de commande 49 augmente. Ceci aura pour effet de faire engager fermement les parties 61b, 71a de la soupape pilote tout en déplaçant le plongeur 61 vers le bas d'une petite distance (par exemple 0, 013 mm). La pression de sortie augmentera jusqu'à ce que la pression soit équilibrée dans les chambres d'équilibrage 68 et 70 et agisse à l'encontre de la force dirigée vers le bas agissant sur la tige de commande 49 et ouvre légèrement la soupape pilote 61b, 71a, de façon que de l'air puisse passer dans la chambre 76 et par le passage 61c dans, la chambre 78 pour ramener le plongeur 61 à la position pour laquelle la soupape d'alimentation 61, 62 se ferme.
Si la pression de sortie dans la chambre 55 tendait à augmenter ou à diminuer par rapport à la pression déterminée par la force d'entrée agissant sur la tige de commande 49, la force d'équilibrage exercée sur cette tige par les chambres 68 et 70 augmentera ou diminuera. Ainsi le piston 71 sera légè- rement déplacé vers le haut ou vers le bas en ouvrant ou en fermant la soupape pilote 61b, 71a. Si l'ouverture de la soupape pilote augmente, la pression dans les chambres 76 et 78 augmente, de sorte qu'une force dirigée vers le haut plus grande agit sur l'extrémité inférieure du plongeur 61, déplaçant celui-ci vers le haut pour fermer partiellement la soupape d'alimentation 61a, 62 jusqu'à ce que la pression de sortie ait été ramenée à la valeur désirée.
Si, au contraire l'ouverture de la soupape pilote 61b, 71a diminue légèrement, la pression dans la chambre pilote 76 est réduite par la fuite de l'air à l'atmosphère à travers un petit orifice de fuite 82. La pression dans la chambre d'actionnement 78 diminue, de sorte que l'ouverture de la soupape d'alimentation 61a, 62 augmente jusqu'à ce que la pression dans la chambre de sortie 55 ait augmenté jusqu'à la valeur désirée.
On comprendra que la pression apparaissant dans le conduit de sortie 56 du régulateur pilote est pro portionnelle à la force d'entrée agissant sur la tige de commande 49. Afin d'exercer sur cette tige une première force d'entrée qui soit proportionnelle au déplacement angulaire du rouleau flottant 30 un ressort de compression 85 est intercalé entre la tige 49 et une tige 86 articulée en 88 à un bras radial 89 monté sur l'arbre pivot 32. Le ressort 85 est mis sous tension par un second ressort de compression 85a qui est disposé à l'intérieur du boîtier 46 et qui exerce une force dirigée vers, le haut substantiellement constante sur la tige de commande 49.
La force effective du ressort 85 est donc égale à la somme algé- brique des forces réelles des ressorts 85 et 85a, et sera égale à zéro lorsque ces forces réelles sont éga- les.
Lorsque le rouleau flottant 30 et son bras 31 oscillent dans le sens contraire à celui des aiguilles d'une montre d'un angle 0 à partir d'une position de référence 90 (fig. 1) le ressort 85 sera comprimé dans une mesure correspondant à l'angle du déplacement.
Par conséquent, les ressorts 85, 85a exerceront sur la tige 49 une force dirigée vers le bas qui sera pro portionnelle à I'angle du déplacement. Le mouvement de la tige 49 est si petit qu'on peut le négliger, et la tige 49 est pourvue d'un accouplement à auto-alignement 91 (fig. 3) qui permet au ressort 85 de continuer à exercer une compression directe, même si l'articulation 88 se déplace suivant un petit arc. Pratiquement on peut admettre que la force du ressort 85 agit directement le long de la partie inférieure de la tige 49 à l'intérieur du boîtier 46.
Dans des conditions de fonctionnement normales, le cylindre de rappel 38 (fig. 1) est soumis, à une pression constante pour un point de réglage donné.
Cependant, le point de réglage peut être ajusté ou modifié afin de déterminer une nouvelle valeur de la tension de référence dans la bande laquelle nouvelle tension sera automatiquement maintenue. A cet effet on utilise un régulateur de charge 100 dont la conception et la disposition sont de façon générale analogues à celles du régulateur pilote 45.
Comme le montre la fig. 1, le régulateur de charge 100 présente un boîtier 101 présentant des chambres 102 ouvertes à l'atmosphère. Un ensemble 105 formant soupape de réglage rend la pression de sortie, amenée par un conduit 41 au cylindre de rappel 38, proportionnelle à une force d'entrée dirigée vers le bas agissant sur la tige de commande 104.
L'ensemble 105 comprend des chambres d'entrée et de sortie 107 et 108 et des chambres d'équilibrage 109, 110 semblables à celles décrites, dans le cas du régulateur 45. La pression d'entrée est fournie au régulateur 100 à partir de la source 54 à travers un régulateur limiteur de charge 111 réglable manuellement, qui sert à limiter la pression de sortie maximum régnant dans le conduit 41. La tige de commande 104 est soumise à une force constante dirigée vers le bas au moyen d'un ressort 112, réglable au moyen d'une vis 114, de sorte que même si toutes les autres forces d'entrée agissant sur la tige sont éga- les à zéro, une certaine pression de charge sera quand même fournie au cylindre de rappel 38.
Pendant la marche normale, le signal d'entrée ou force agissant sur la tige 104 est créé par la pression de 1'air régnant dans une chambre 115, la chambre ayant des parois supérieure et inférieure formées en partie par des diaphragmes disposés entre la tige 104 et le boitier 101. Cette pression est fournie à partir de la source 54 à travers un régulateur 116 d'ajustement d'un point de réglage, et une vanne à trois voies 118 commandée par un solénoïde 118a. Le diaphragme inférieur 117 fermant la chambre 115 est plus grand que le diaphragme supérieur 119 de sorte qu'une force dirigée vers le bas déterminée par le réglage du régulateur 116 est appliquée à la tige 104.
La pression de sortie régnant dans le conduit 41 à son tour dépend du réglage du régulateur 116, de sorte que la force de rappel exercée par le piston 38a sur le rouleau flottant 30 est déterminée par ce réglage.
Afin de donner de la stabilité au dispositif, un amortisseur 120 est associé au rouleau 30 et comprend un cylindre rempli de fluide 120a dans lequel peut coulisser un piston pourvu d'une lumière 120b.
Le piston est articulé en 121 à un bras 122 s'éten- dant radialement à partir de l'arbre pivot 32.
Fonctionnement en marche normale
Le dispositif tel qu'il est représenté à la fig. 1 se trouve en état de marche normale, c'est-à-dire que le moteur M de la presse est alimenté et que la bande W est dévidée du rouleau d'alimentation 29 et introduite dans la presse 31. Si la tension dans la bande W est celle que l'on désire avoir, ceci signifie que la force exercée dans le sens contraire de celui des aiguilles d'une montre par le cylindre de charge 38 sur le rouleau flottant 30 est exactement équili- brée par la force exercée dans le sens des aiguilles d'une montre par la bande W.
Le rouleau flottant et le bras 31 resteront stationnaires dans une position rendant la pression de sortie du régulateur pilote 45 telle qu'elle commande l'amplificateur 58 de manière que le servo-moteur 28 exerce sur la courroie 24 une traction juste suffisante pour freiner le rouleau d'alimentation suffisamment pour créer la tension désirée dans la bande.
Si par exemple la tension augmente, la force exercée sur le rouleau flottant 30 par la tension dans la bande dépassera la force de rappel, et l'arbre pivot 32 tournera dans le sens des aiguilles d'une montre.
Ceci à son tour fera diminuer la compression du ressort 85, et modifiera de façon correspondante la force exercée par ce ressort sur la tige de commande 49.
Par conséquent la pression de sortie dans le conduit 56 diminuera, de sorte que l'amplificateur 58 réduira la pression fournie au servo-moteur 28. Ceci fera que la courroie 24 sera relâchée pour diminuer la tension dans la bande jusqu'à ce qu'elle soit ramenée à la valeur désirée. Toutes ces fonctions seront inverses si la tension de la bande diminue.
Il y a lieu d'insister sur le fait que la valeur désirée de la tension dans la bande est atteinte lorsque la force exercée sur le rouleau flottant 30 par la tension dans la bande est égale à la force de rappel agissant sur celui-ci, et que le rouleau flottant est stationnaire. Ainsi la valeur de la tension dans la bande qui est maintenue dépend de la pression fournie par le régulateur 100 au cylindre de rappel 38, et celle-ci à son tour est déterminée par le réglage du régulateur 116. La position angulaire du rouleau flottant ne dépend pas directement de la tension dans la bande W, du moment que le couple de freinage agissant sur le rouleau d'alimentation 20, pour une pression donnée dans le servo-moteur 28 dépend de plusieurs facteurs variables.
Parmi ceux-ci on compte le coefficient de frottement entre la courroie 24 et la surface du rouleau d'alimentation, le diamètre du rouleau d'alimentation et l'angle d'enroulement de la courroie 24 autour de ce dernier. En outre, le nombre de courroies, en engagement avec le rouleau d'alimentation détermine en partie la valeur de la tension créée dans la bande par une pression donnée dans les servo-moteurs associés.
La fig. 12 illustre ces derniers rapports.
Les lignes droites 125-128 de la fig. 12 représentent la tension dans la bande en fonction de la pression de la courroie pour un rouleau d'alimentation de largeur entière au fur et à mesure que ce dernier est consommé et que son diamètre diminue du diamètre maximum Dt à des diamètres successifs plus petits Dg, Dg et D4. Ceci est indiqué par la légende entre parenthèses à la fig. 12.
On voit qu'afin de maintenir une tension donnée Tl à mesure qu'un rouleau d'alimentation est consommé et que son diamètre diminue du diamètre maximum D1 aux diamètres plus petits D2, Ds et D4 la pression de la courroie doit augmenter à partir de la valeur Pl pour parvenir successivement aux valeurs PO, P3 et P4. Ceci est dû au fait qu'à mesure que le diamètre du rouleau d'alimentation diminue, l'angle d'enroulement ou arc d'engagement entre la courroie de freinage 24 et la surface du rouleau diminue.
Ceci signifie qu'à mesure qu'un rouleau donné est consommé et que son diamètre diminue, la position d'équilibre du rouleau frottant 30 (fig. 1) sera graduellement déplacée de gauche à droite, de sorte que la pression de sortie du régulateur pilote 45 augmentera graduellement, malgré que la tension dans la bande reste constante.
Sensibilité variable
En tenant compte de ce qui précède, on comprendra maintenant que le déplacement angulaire du rouleau flottant 30 et la pression de sortie du régu- lateur pilote 45 doivent être modifiés afin d'apporter la correction nécessitée par le changement de diamètre du rouleau d'alimentation 20. En outre, si la vitesse de la presse 21 augmente ou diminue lentement, le rouleau 20 tendra à retarder ou à avancer par son inertie de sorte que la tension dans la bande augmentera ou diminuera. Afin de maintenir la tension constante, le rouleau flottant 30 sera déplacé pour faire diminuer ou augmenter la pression de sortie du régulateur pilote 45. Ces variations de pression qui sont lentes doivent être corrigées de façon exacte par le dispositif décrit.
On doit tenir compte également de variations < < rapides telles que les fluctuations rapides de la tension dans la bande dues au fait que le rouleau d'alimentation 20 s'écarte de la forme circulaire ou est déséquilibré dynamiquement. La bande W se déplaçant avec une vitesse linéaire élevée, la vitesse angulaire du rouleau d'alimentation 20 sera relativement élevée, notamment si le rouleau a un petit diamètre. Si le rouleau s'écarte de la forme circulaire, ceci peut avoir pour résultat des vs ondulations ou fluctuations à haute fréquence de la tension dans la bande produisant des impressions doubles ou à image fantôme.
D'autres variations rapides s-sont causées par des taux élevés d'accélération ou de ralentissement de la presse 2. 1, et des opérations d'épissure ou de collage à grande vitesse de la bande au cours desquelles le rouleau d'alimentation change en fait d'un petit diamètre à un grand. Afin que le dispositif puisse agir rapidement pour égaliser de telles variations rapides de la tension il faudrait qu'il ait une sensibilité élevée, ce qui le rendrait trop sensible aux changements lents, et il pourrait avoir une tendance à chasser ou à fonctionner de façon instable.
Donner au dispositif une sensibilité moins élevée afin de l'empêcher de chasser équivaudrait à supprimer la souplesse du rouleau flottant et sa faculté de se déplacer rapidement d'une position à l'autre lorsque la tension augmente ou diminue. A ce sujet on peut remarquer que l'organe 120 utilisé ici a une fonction d'amortissement, qui n'est pas un degré élevé.
Des moyens sont prévus pour agir correctement aussi bien aux changements rapides qu'aux changements lents de la tension dans la bande. En fait on fait en sorte que la sensibilité du régulateur pilote 45 ait une valeur relativement petite lorsque la per turbation d'entrée est-s lente s-, tandis que celle-ci est automatiquement augmentée lorsque le signal d'entrée ou perturbation est rapide .
La sensibilité du régulateur pilote 45 est défini comme étant la variation de la pression de sortie qui résulte d'une variation donnée de la force d'entrée (déplacement angulaire du rouleau flottant 30 ou force exercée sur la tige de commande 49 par ce rouleau).
Le régulateur pilote est construit de telle façon que pour des taux de variation de petite valeur, une partie de la force d'entrée exercée par les ressorts 85, 85a soit éliminée. A mesure que le taux de variation de la force d'entrée augmente, cette élimination diminue jusqu'à ce que la force d'entrée devienne entiè- rement efficace.
En se référant aux fig. 1 et 3, le régulateur pilote 45 est pourvu d'une chambre 130 fermée à ses extrémités supérieure et inférieure par un grand et un petit diaphragme 131, 132, disposés entre la tige de commande 49 et le boîtier 46. Une deuxième force est appliquée en direction du haut à la tige de commande 49, cette force étant proportionnelle à la pression d'air dans la chambre 130.
La chambre 130 est reliée à la conduite de sortie 56 du régulateur à travers un passage étranglé 134 présentant des caractéristiques telles que l'écoulement à travers ce passage varie directement proportionnel lenlent avec la différence entre les pressions de part et d'autre de ce passage. L'effet de celui-ci est de rendre la pression dans la chambre 130 égale à la pression de sortie dans le conduit 56 tant que cette pression de sortie varie lentement. En d'autres termes, lors de changements lents de la pression de sortie, l'écoulement se fait pratiquement librement à travers le passage 134 et lorsque les changements de la pression de sortie deviennent plus rapides, l'écoule ment à travers le passage 134 est pratiquement arrête.
Lorsque 1'angle du déplacement du rouleau flottant varie lentement, l'action de la chambre 130 s'ajoute à l'action des chambres d'équilibrage 68 et 70. Lorsque l'angle du déplacement du rouleau flottant varie rapidement, seules les chambres 68 et 70 agissent. Si l'on suppose que les chambres 68 et 70 ont ensemble une surface nette Ai sur laquelle la pression de sortie agit pour tendre à déplacer la tige de commande 49 vers le haut, et que la chambre 130 a une surface effective A sur laquelle la pression agit vers le haut, les relations suivantes peuvent être exprimées par les formules :
Le régulateur pilote 45 agit de façon à équilibrer les forces sollicitant la tige de commande 49 :
IF = 0 (I)
Trois forces agissent sur la tige de commande 49 qui sont :
F, = la force résultante dirigée vers le bas des ressorts 85, 85a.
F = la force résultante dirigée vers le haut provenant des chambres d'équilibrage 68 et 70.
F3 = la force dirigée vers le haut provenant de la chambre 130.
D'après (1) ces trois forces doivent être égales à zéro, c'est-à-dire :
Ft + F2 + Fs = 0 (2)
La force Ft est directement proportionnelle à la compression du ressort 85 au-delà du degré nécessaire pour surmonter la poussée exercée par le ressort 85a. Si le déplacement angulaire e du rouleau flottant est mesuré à partir d'une position de référence 90 pour laquelle les forces des ressorts 85, 85a sont égales et opposées, alors la force FI est proportionnelle au déplacement angulaire 0. Ceci est exprimé par la relation :
Fi = 0RK, (3) où (1 = le déplacement angulaire du rouleau 30
R = le rayon du pivot 88 par rapport à l'arbre 32
Ks = la constante d'ÚlasticitÚ du ressort 85.
La force d'Úquilibrage F2 est Úgale au produit de la pression de sortie P par la surface nettte A, des chambres détectrices et est négative parce qu'elle agit vers le haut :
Fa = PAt (4)
Lorsque le taux de variation du déplacement du rouleau est lent , la force F3 est :
Fs = PAs(5)
Par conséquent, lorsque le taux de variation est faible, la réponse du régulateur peut s'exprimer (en combinant les équations (2)- (5)) par :
ORKS-PA1-PA = 0 (6)
Pour montrer l'effet des variations de l'angle @, l'équation (6) peut être récrite ?P(A2) = 0 (7)
La sensibilité du dispositif pour les taux de variation ¸ lents ¯ est:
SensibilitÚ = ?P/?? = RKs/A1 + A2 (8)
D'autre part lorsque le taux de variation du dé- placement du rouleau est élevé, la variation de la force Fg est zéro (l'écoulement à travers 134 étant t nul), et d'après l'équation (7) la réponse du dispositif est :
AO (RK,)-AP (A2) = O (9)
Le sensibilité du dispositif pour les taux de variation élevés est :
Sensibilité =----i(10)
AO A1 (10)
On voit d'après les équations (8) et (10) qu'à mesure que le taux de variation du déplacement du rouleau augmente, la sensibilité du dispositif augmente d'une valeur proportionnelle à 1
A1 - A2 à une valeur plus élevée proportionnelle à
1 A,
On a trouvé qu'il est désirable de donner à la surface effective Aa une valeur sept fois, plus grande que celle de la surface Ai de sorte que la sensibilité augmente par un facteur égal à huit à mesure que le taux de variation du déplacement du rouleau augmente.
En d'autres termes, la sensibilité G1 pour un petit taux de variation est : QP K K
t (3 1+7 8 (11) et aux taux de variation élevés, la sensibilité G2 est :
--
G? = ?P/ = K
axe) 1
"Ao 1 où K est une constante.
La fig. 5 montre par la courbe 136 la variation de la pression de sortie du régulateur 45 à mesure que le taux de variation du déplacement 0 du rouleau change. On voit qu'au-dessous d'un certain taux
Ri la pression a une valeur relativement petite G1 tandis qu'au-dessus d'un certain taux R, la pression a une valeur Gg environ huit fois plus grande. Entre les taux Ri et ruz le passage 134 (fig. 1) varie en fait en importance, de sorte que la sensibilité augmente lorsque le taux augmente.
Par la disposition du régulateur 45 avec la chambre 130 reliée au conduit de pression de sortie à travers le passage 134, le dispositif donnant une tension à la bande répond fidèlement à des conditions de marche qui changent lentement sans chasser. Et il répond également rapidement pour diminuer les fluctuations de la tension dans la bande dues à des changements rapides p. Le danger d'un relâchement de la bande, ou d'une tension excessive qui risquerait de rompre cette bande W est diminué dans toutes les conditions de marche. Pourtant l'opérateur ne doit effectuer aucun réglage lorsque les conditions de fonctionnement changent.
Lors du fonctionnement du dispositif de tension de la bande W, il est nécessaire dans certaines conditions d'augmenter la pression de freinage de la cour roie 24 sur le rouleau d'alimentation 20 pour le ralentir et diminuer ainsi son énergie cinétique. C'est le cas lors du fonctionnement saccadé ou d'arrêts fortuits à bouton rouge , où le rouleau d'alimentation 20 doit être ralenti pour empêcher le dépassement et un relâchement possible de la bande W. Pour ralentir un rouleau d'alimentation ayant un moment d'inertie
I lors d'une diminution de vitesse on doit appliquer un couple.
Si avant le ralentissement les courroies de freinage engendrent un couple T, juste suffisant pour créer la tension désirée dans la bande, alors, lors du ralentissement le couple total doit être augmenté à T, + I afin de maintenir la tension désirée dans la bande. Si le couple de freinage total est inférieur à I, le rouleau d'alimentation s'emballera, c'est-à-dire que sa vitesse périphérique dépassera la vitesse linéaire de la bande cette dernière sera relâchée. Si un relâchement se produit, il sera supprimé brusquement plus tard et la bande sera rompue.
On a trouvé que le déplacement du rouleau flottant 30 n'était pas en mesure d'augmenter la force de freinage car cela augmente également la tension dans la bande, ce qui nécessite un déplacement rapide du rouleau flottant d'une position angulaire à une autre.
Or l'inertie du rouleau flottant et le freinage qui lui est appliqué provoquent un retard dans les déplacements qu'il doit effectuer pour atteindre une nouvelle position d'équilibre.
Des moyens sont prévus permettant d'augmenter la force de freinage agissant sur le rouleau d'alimentation 20 pour une position donnée du rouleau flottant 30, c'est-à-dire sans déplacer celui-ci d'un angle considérable.
A cet effet le régulateur pilote 45 représenté est pourvu en outre d'une autre chambre 140 limitée à ses extrémités supérieure et inférieure par des diaphragmes flexibles 141 et 142, disposés entre la tige de commande 49 et le boîtier 46. Le diaphragme inférieur 142 a un diamètre qui est plus grand que celui du diaphragme supérieur, de sorte qu'une pression d'air dans la chambre 140 engendrera une force diri gée vers le bas (s'ajoutant à celle provenant du ressort 85) agissant sur la tige de commande 49.
La chambre 140 est reliée par un conduit 144 à une vanne à trois voies 145 présentant un tiroir 145a dont la position est commandée par un solé noïde associé 145b. Lorsque le moteur M de la presse 21 est enclenché pour entraîner celle-ci, le solénoïde 145b est excité, comme on l'expliquera ci-dessous, de sorte que le tiroir 145a sera amené à la position montrée à la fig. 1. Ainsi, lorsque la presse est en marche, la chambre auxiliaire 140 communique par le conduit 144 et la vanne 145 avec l'atmosphère ou avec toute autre source de pression désirée, par con séquent elle n'a pas ou peu d'effet sur le fonctionnement du régulateur pilote 45.
Toutefois, lorsque la presse est entraînée de façon saccadée ou ralentit au cours d'un arrêt fortuit, le solénoïde 145b sera désexcité, et le tiroir de vanne 145a sera ramené à la position montrée à la fig. 6.
Dès ce moment une pression d'air provenant d'un régulateur d'arrêt 146 (fig. 1) alimente par la source de pression 54 parviendra à travers les conduits 148 et 149 et la vanne 145 dans la chambre auxiliaire 140. La pression d'air relativement élevée ainsi fournie à la chambre 140 à partir du régulateur d'arrêt 146 applique une force additionnelle dirigée vers le bas à la tige 49, dont l'effet est le même que si le ressort 85 avait reçu une compresion supplémentaire, malgré que la position angulaire du rouleau flottant 30 n'ait pas subi de modification.
Il en résulte que la force d'entrée résultante agissant sur la tige 49 est augmentée, et la pression de sortie du régulateur 45 est immédiatement augmentée, de sorte que l'amplificateur 58 fournit une pression d'air augmentée au servo-moteur 28.. Ce dernier resserre immédiatement la courroie 24.
La vanne à solénoïde 145 est commandée auto matiquement au moyen du circuit électrique de commande représenté à la fig. 4. Comme le montre cette figure, le moteur de presse M est alimenté sélectivement par une source de courant alternatif triphasé par l'intermédiaire de contacts MC2-4 normalement ou- verts commandés par un enroulement de contacteur
MC. Ce dernier enroulement est relié aux barres d'alimentation Ll, L2 par l'intermédiaire des contacts SI normalement fermés d'un interrupteur d'arrêt à bouton rouge p, des contacts de relais SR4 normalement fermés et des contacts normalement ouverts d'un interrupteur de mise en marche à bouton ST.
Pour mettre la presse en marche, l'interrupteur ST est fermé momentanément afin d'exciter l'enroulement de contacteur MC, de sorte que les contacts MC2-4 mettent en circuit le moteur d'entraînement M. En outre, les contacts MC1 normalement ouverts se ferment pour fermer un circuit de maintien court-circuitant l'interrupteur ST, afin que l'enroulement de contacteur MC reste excité. Le solénoïde 145b est relié en parallèle avec l'enroulement de contacteur
MC et sera donc excité chaque fois que le moteur d'entraînement M est en circuit et que la presse 21 est en marche.
Toutefois, lorsque la presse est arrêtée par l'actionnement momentané de l'interrupteur d'arrêt à bouton rouge , les contacts SI s'ouvriront pour ouvrir le circuit d'excitation de l'enroulement
MC et du solénoïde 145 & . Ainsi ce sera seulement lorsque la presse est en marche que le solénoïde 145b sera excité et que la vanne 145 se trouvera dans la position représentée à la fig. 1. Lorsque la presse est amenée à fonctionner de façon saccadée ou qu'on l'arrête, le solénoïde 145b sera désexcité et la vanne 145 sera ramenée à la position représentée à la fig. 6.
Lorsque le moteur de presse M est hors circuit, la presse peut être mise en marche pour la marche saccadée en enfonçant et en fermant momentanément un interrupteur de marche saccadée J. La fermeture de ce dernier interrupteur ferme le circuit par les contacts SR3 et MC5 normalement fermés pour un enroulement de contacteur JMC du moteur de marche saccadée. L'excitation de cet enroulement pro duit la fermeture des contacts JMC1-3 normalement ouverts de manière à relier le moteur de marche sac cadée JM à une source de courant triphasé.
Si le moteur de presse M est en circuit, les contacts MC5 commandés par l'enroulement de contacteur MC seront ouverts, empêchant ainsi la mise en circuit du moteur JM. En outre, comme on l'expli- quera, si la presse est en cours d'arrêt, les contacts normalements fermés SR3 seront ouverts afin d'empê- cher une marche saccadée avant que la presse se soit complètement arrêtée.
Supposons que la presse marche normalement et que la chambre auxiliaire 140 soit reliée à l'atmo- sphère par la vanne à solénoïde 145b. Supposons éga- lement que lorsque le rouleau flottant 30 se trouve dans une première position de référence, désignée ici par position à 15 (fig. 7) le ressort 85 soit juste comprimé suffisamment pour compenser la tension du ressort 85a de sorte qu'aucune force d'entrée n'agit sur la tige 49 et que la pression de sortie du régulateur pilote 45 est égale à zéro. Ceci étant, la courroie 24 sera relâchée et il n'y aura aucune force de freinage appliquée au rouleau d'alimentation 20.
Si maintenant, le rouleau flottant 30 se déplace à partir de cette première position de référence, c'est-àdire la position à 15 , dans le sens contraire de celui des aiguilles d'une montre sous, l'influence du cylindre de rappel 38, le ressort 85 sera progressivement comprimé et la pression de sortie du régulateur pilote 45 augmentera progressivement. Dans les conditions normales de marche, le rouleau flottant 30 peut se déplacer entre les positions à 15 et à 500 montrées à la fig. 7 avec la pression de sortie du régulateur pilote 45 et de l'amplificateur 58 variant linéairement comme le montre la ligne 150 de la fig. 8.
Si le rouleau flottant se déplace vers la gauche à partir de la position à 15 de la fig. 7, alors c'est qu'il requiert du régulateur pilote 45 une pression de sortie négative, comme l'indique la partie pointillée de la ligne 150 de la fig. 8. Toutefois le régulateur pilote ne peut pas fournir de pression de sortie négative.
Si maintenant la période de fonctionnement en marche normale de la presse est terminée, c'est-à- dire si l'enroulement de contacteur MC (fig. 4) est désexcité pour que la presse s'arrête ou soit préparée pour la marche saccadée, le solénoïde 145b sera dés- excité et une pression provenant du régulateur d'arrêt 146 sera fournie à la chambre auxiliaire 140 comme montré à la fig. 6. Ceci étant une force additionnelle dirigée vers le bas sera appliquée à la tige 49 de sorte que même si le ressort 85 est relâché afin de rendre la force résultante des ressorts 85 et 85a égale à zéro lorsque le rouleau flottant 30 atteint la position à 15 , il existera une pression. de sortie positive de valeur donnée à la sortie du régulateur pilote 45.
Cette pression variera linéairement comme le montre la ligne 151 de la fig. 8, et le rouleau flottant passera de la position à 00 (fig. 7) dans le sens contraire de celui des aiguilles d'une montre jusqu'à la position à 50O.
Si dans les conditions de fonctionnement normales le rouleau flottant se trouve dans la position à 300 et que la vanne 145 soit désexcitée, alors la pression de sortie du régulateur pilote 45 augmentera immédia- tement de la valeur PO1 déterminée par la ligne 150 à la valeur PO2 fig. 8 déterminée par la ligne 151.
Il s'ensuivra une augmentation immédiate de la force de freinage appliquée au rouleau d'alimentation sans qu'il soit nécessaire de modifier la position du rouleau 30 après quoi le rouleau flottant 30 sera libre de se déplacer à une nouvelle position d'équilibre pour laquelle la force exercée sur le rouleau flottant t par la tension dans la bande sera équilibrée par la force agissant en sens inverse.
En d'autres, termes, si la presse marche normalement et que le rouleau flottant se trouve en équilibre dans une position à 400, alors la pression de sortie du régulateur pilote 45 aura la valeur PO,., montrée à la fig. 8. S'il se produit maintenant une modification de la longueur de bande, mais que la charge sur le rouleau flottant reste constante, alors le rouleau flottant sera amené à une nouvelle position d'équilibre dans laquelle son déplacement angulaire est par exemple de 250, de sorte que la pression de sortie conservera la valeur PO3 malgré que le régu- lateur pilote fonctionne maintenant selon la ligne caractéristique 151.
En d'autres termes, lorsqu'une modification de longueur a lieu, le rouleau flottant passe de la position à 35O (15 à 50O) à la position à 50o (0 à 50 ) de sorte que même si le rouleau flottant se déplace à gauche de sa position de référence primitive (15 ) le régulateur pilote 45 continuera à fournir une certaine pression de sortie, qui sera proportionnelle au déplacement angulaire à partir d'une deuxième position de référence, représentée ici comme étant la position de référence 00. On voit également à la fig.
8 que la pression de sortie maximum qui peut être obtenue dans les conditions de marche normales lorsque le régulateur fonctionne sur la ligne caractéristique 150 a une valeur égale à PO4. En revanche, lorsque la chambre auxiliaire 140 dans le régulateur pilote reçoit une pression d'air, et si le rouleau flottant parvient à la position à 50 , alors la pression de sortie maximum du régulateur pilote a la valeur PO v déterminée par la ligne caractéristi- que 151.
D'après ce qui précède on comprend que grâce à la disposition de la chambre auxiliaire 140 dans le régulateur pilote 45 et de la vanne 145 à commande automatique, l'étendue effective des mouvements du rouleau flottant est automatiquement modifiée lorsqu'on passe des conditions de marche normale de la presse soit, aux conditions de marche saccadées, soit à celles d'arrêt. Ceci permet de créer les forces de freinage nécessaires pour ralentir le rouleau d'alimentation sans qu'il y ait le délai qui se produirait s'il était nécessaire de déplacer le rouleau flottant d'un angle considérable d'une position à l'autre.
Marche saccadée
Chaque fois que l'on fait fonctionner la presse en marche saccadée, l'interrupteur J (fig. 4) sera successivement et momentanément fermé. Par suite, la presse sera accélérée pendant la partie initiale du cycle de marche saccadée et ensuite ralentie. Le rouleau d'alimentation 20 doit également être accéléré et ensuite ralenti. La seule force qui peut accélérer le rouleau d'alimentation 20 est celle qui lui est appliquée par la bande W. Par conséquent pendant la partie initiale de chaque cycle de marche saccadée, la tension dans la bande aura la valeur relativement élevée nécessaire pour accélérer le rouleau de papier 20 à un taux compatible avec le taux d'accélération des cylindres de la presse.
Cette tension élevée dans la bande constitue une déviation par rapport au point de réglage fixé, et provoque le déplacement du rouleau flottant vers la gauche de sorte que le régulateur pilote 45 est amené à réduire sa pression de sortie.
En revanche, pendant les parties suivantes de chaque cycle de marche saccadée, le rouleau d'alimentation 20 doit être ralenti. Par suite du fait qu'il peut avoir une inertie de rotation considérable, une force de freinage supplémentaire doit lui être appliquée afin de dissiper son énergie cinétique, sans que cette force de freinage engendre une tension dans la bande.
Ainsi, pendant la deuxième partie de chaque cycle de marche saccadée, la pression créée dans la courroie 24 par le servo-moteur 28 doit être considérable, c'est-à-dire suffisamment grande pour ralentir le rouleau d'alimentation tout en créant en même temps une certaine tension dans la bande W.
Si l'augmentation de la tension dans la bande requise pour accélérer le rouleau d'alimentation devient si élevée que la force due à la tension dans la bande agissant sur le rouleau flottant 30 dépasse largement la force de rappel du cylindre 38, notamment si le régulateur 116 a été ajusté à un point de réglage inférieur, il peut arriver que le rouleau flottant subisse un déplacement considérable dans le sens des aiguilles d'une montre, en faisant ainsi diminuer la compres- sion du ressort de commande 85 dans une mesure telle que la pression de sortie du régulateur pilote diminue considérablement. Ceci à son tour fera diminuer la pression appliquée par la courroie 24 sur le rouleau d'alimentation.
Pourtant, aussitôt que l'accé lération de la partie initiale d'un cycle en marche saccadée cesse, une pression considérable de la courroie 24 devient nécessaire afin de faire ralentir le rouleau d'alimentation et d'empêcher un relâchement de la bande W. Si la courroie 24 est relâchée pendant la période d'accélération du cycle en marche saccadée, il peut arriver qu'elle ne soit pas resserrée suffisamment rapidement lors du ralentissement qui suit pour empêcher un relâchement de la bande.
Des dispositions sont prises pour introduire un point de réglage artificiel dans le dispositif afin d'empêcher un relâchement total de la courroie 24 dû aux changements de tension qui résultent de l'accé lération et de la décélération du rouleau d'alimentation pendant le fonctionnement en marche saccadée.
Afin d'empêcher que le rouleau flottant 30 se déplace vers la gauche à tel point (fig. 1 et 7) que la pression de sortie du régulateur pilote 45 soit réduite presque à zéro, des moyens sont prévus qui augmentent la force de rappel appliquée au rouleau flottant à mesure que ce dernier se déplace vers la position 00. A cet effet, un ressort 160 est associé au rouleau flottant pour être comprimé progressivement par ce dernier à mesure que celui-ci se déplace dans le sens des aiguilles d'une montre à partir de la position à 15 (fig. 7) vers la position 0 .
Comme le montre la fig. 1, ce ressort de compression n 160 est monté avec une extrémité fixe et l'autre adaptée pour être engagée et comprimée par la tige de piston de l'amortisseur 120 à mesure que le rouleau flottant 30 et son bras 31 oscillent dans le sens, des aiguilles d'une montre au-delà d'une position prédéterminée. Alternativement, le ressort 160 peut être disposé pour être engagé par le bras 31. Il suffit que le ressort 160 soit progressivement comprimé et exerce une force antagoniste dans le sens contraire de celui des aiguilles d'une montre sur le rouleau flottant.
Dans la disposition représentée le ressort 160 est disposé à l'intérieur du cylindre 120a de l'amortisseur 120 et agencé de façon à être engagé et comprimé par le piston 120b dès que le rouleau flottant atteint sa position à 15"et se déplace vers la gauche au-delà de celle-ci.
Le résultat d'une telle augmentation de la force de rappel agissant sur le rouleau flottant 30 se comprendra facilement en se référant à la fig. 9. Supposons que la courroie de freinage 24 agit sur un rouleau d'alimentation de diamètre et de largeur donnés, alors la tension dans la bande variera avec la position angulaire du rouleau flottant dans des conditions de marche normales comme représenté par la ligne 164. Si dans ces conditions de marche normales, la force de rappel agissant sur le rouleau qui est due au cylindre 38 a une valeur constante représentée par la ligne mixte 165,-le rouleau flottant sera en équili- bre lorsque sa position angulaire a la valeur Oa produisant une tension de marche Ta.
Si maintenant la presse n'est plus en marche normale mais fonctionne en marche saccadée, alors la modification d'étendue fera varier la tension dans la bande avec la position angulaire du rouleau flottant comme montré par la ligne 166. Si la charge agissant sur le rouleau flottant était maintenue constante à la valeur représentée par la ligne 165, alors le rouleau flottant aurait tendance à venir à une position Ob afin de créer une tension Ta dans la bande. Il oscillerait même plus loin vers la gauche par suite de 1'effet de la tension dans la bande requise pour accé- lérer le rouleau d'alimentation.
Cependant, par suite de la disposition du ressort 160, à mesure que le rouleau flottant 30 oscille vers la gauche à partir de la position à 15 (fig. 7) une force antagoniste agissant dans le sens contraire de celui des aiguilles d'une montre et augmentant pro gressivement est appliquée au rouleau flottant par suite de la compression de ce ressort. La force de rappel totale agissant sur le rouleau flottant sera ainsi égale à la somme des forces engendrées par le cylindre de rappel 38 et par le ressort 160, et variera avec la position angulaire du rouleau flottant de la façon représentée par la ligne 165a de la fig. 9.
Dans ces conditions, par conséquent, la force due à la tension dans la bande équilibrera la force de rappel totale agissant sur le rouleau flottant lorsque ce dernier est dans la position à 00 en produisant ainsi dans la bande une tension d'équilibre de valeur Tb.
Grâce à la disposition du ressort antagoniste auxiliaire 160, la tension maintenue dans la bande pendant la marche saccadée de la presse est augmentée, tandis que l'ampleur du mouvement vers la gauche du rouleau flottant est diminuée. Ceci assure que lorsque le rouleau d'alimentation est ralenti après que le moteur de marche saccadée a été mis hors circuit, la pression exercée par la courroie 24 sur le rouleau d'alimentation est suffisante pour empêcher un relâ- chement de la bande. En outre ceci assure que même lorsque la force de rappel appliquée par le cylindre 38 est très petite, la force engendrée par le ressort 60 sera suffisante pour ramener le rouleau flottant 30 rapidement vers la droite lorsque la tension dans la bande diminue à la fin de la partie d'accélération du cycle de marche saccadée.
ArreAts urgents à bouton rouge
En imprimerie, on appelle arrêt à bouton rouge s-un arrêt de la presse effectué aussi rapidement que possible dans des conditions d'urgence. Il est appelé ainsi parce que des interrupteurs à boutons rouges sont montés en différents endroits autour de la presse afin qu'ils puissent être actionnés pour arrêter la presse en cas d'urgence.
Lorsque la presse marche à grande vitesse, et que le rouleau d'alimentation a un assez grand diamètre, la combinaison de son inertie de rotation et de sa vitesse angulaire font qu'il possède une quantité considérale d'énergie cinétique. Si la presse est arrêtée brusquement, ce rouleau d'alimentation continuera de tourner ou de dépasser et la bande W se relâchera et formera de grandes boucles si la force de freinage qui lui est appliquée par la courroie 24 n'est pas immédiatement augmentée considérablement.
Par contre, si le couple de freinage appliqué au rouleau dépasse trop celui qui est nécessaire pour ralentir le rouleau, alors la tension dans, la bande en mouvement peut devenir si élevée que cette dernière se rompt.
Dans le cas présent, des dispositions sont prises pour non seulement ralentir des rouleaux d'alimentation de diamètres différents lorsque la presse marche à différentes vitesses avant un arrêt à bouton rouge mais également maintenir une valeur acceptable de la tension dans la bande lors d'un arrêt rapide de la presse, et cela quel que soit le diamètre du rouleau et le taux de ralentissement. A cet effet des moyens permettent premièrement de modifier automatiquement la force de rappel agissant sur le rouleau flottant de façon que la valeur de la tension dans la bande s'adapte automatiquement aux conditions existantes de ralentissement du rouleau d'alimentation.
Deuxièmement, des moyens sont prévus pour effectuer une modification de la zone de fonc tionnement du régulateur pilote 45, comme décrit précédemment. Troisièmement, des moyens sont prévus pour faire varier la force de rappel appliquée au rouleau flottant en raison inverse de la pression de freinage appliquée par la courroie 24 sur le rouleau d'alimentation 20, c'est-à-dire en raison inverse de la pression de sortie du régulateur pilote 45.
Premièrement le solénoïde 118a de la vanne 118 est excité pour déplacer le tiroir 118b à partir de la position représentée à la fig. 1 de manière que le régulateur d'ajustement du point de réglage 116 soit déconnecté de la chambre 115 du régulateur de charge 100, et remplacé par la pression de sortie du régulateur d'arrêt 146. La pression de sortie du régu- lateur d'arrêt 146 est trois ou quatre fois plus grande que la pression de sortie du régulateur 116, de sorte que la force dirigée vers le bas appliquée à la tige de commande 104 est considérablement augmentée ce qui a pour résultat que la pression de sortie qui règne dans le conduit 106 est subitement augmentée pour augmenter la force appliquée par le piston 38a au rouleau flottant 30.
Deuxièmement, le solénoïde 145b de la vanne 145 normalement excité lorsque la presse est en marche, est désexcité pour relier la chambre auxiliaire 140 du régulateur pilote 45 à la sortie du régulateur d'arret 146, ce qui produit ladite modification de la zone de fonctionnement du régulateur pilote 45, comme décrit précédemment.
Troisièmement, une autre soupape à solénoïde 170 pourvue d'un tiroir 170a soumis à l'action d'un ressort commandé par un solénoïde 170b est disposée pour relier à l'atmosphère, une chambre d'asservissement 171 du régulateur de charge 100 lorsque la presse est en marche. Ainsi dans les conditions normales de marche, la chambre 171 n'a aucun effet sur le fonctionnement et sur la pression de sortie du régulateur de charge 100. Toutefois, le solénoïde 170b est excité chaque fois qu'on procède à l'arrêt de la presse, de sorte que la chambre 171 est alors connectée par les conduits 172, 173 pour recevoir la pression de sortie du régulateur pilote 45 qui règne dans le conduit 56.
Comme le montrent les fig. 1 et 10, la chambre d'asservissement 171 est fermée à ses extrémités supérieure et inférieure par des diaphragmes flexibles 174 et 175 montés entre la tige de commande 104 et le boîtier 101. Le diaphragme supérieur a un diamètre plus grand que celui du diaphragme inférieur, de
sorte qu'une pression d'air dans la chambre 171 engendre une force dirigée vers le haut appliquée à l'élément de commande 104 qui s'oppose à et annule partiellement la force dirigée vers le bas engendrée par la pression d'air dans la chambre 115.
Si l'on se réfère de nouveau à la fig. 4, on y voit un exemple d'une disposition pour commander automatiquement l'excitation des solénoïdes 118a et 170b.
Lorsque la presse doit être arrêtée rapidement, par exemple s'il existe quelque condition urgente, l'inter- rupteur d'arrêt à bouton rouge sera actionne. Ceci ouvrira les contacts d'interrupteur Si pour mettre hors circuit le moteur d'entraînement M de la presse comme décrit précédemment. Ceci aura également pour résultat de fermer les, contacts So pour fermer un circuit d'excitation d'un relais d'arrêt SR par des contacts de relais à retardement TDR1 normalement fermés.
Lorsque le relais d'arrêt SR est excité, celuici ferme son circuit de maintien par ses propres contacts SRl normalement ouverts, tandis que les contacts SR se ferment pour exciter les solénoïdes 118a et 170b des soupapes à solénoïde 118 et 170.
Un certain temps est nécessaire pour que la presse parvienne à l'arrêt. Celui-ci est d'habitude de l'ordre de 8 à 12 secondes. Afin que les solénoïdes soient maintenus excités pendant la période nécessaire à l'arrêt de la presse, on utilise un relais à retardement pourvu d'un enroulement TDR relié en parallèle avec le relais d'arrêt SR. Le relais à retardement TDR commande les contacts TDR1 et est agencé de façon que ces derniers s'ouvrent environ 12 secondes après que l'enroulement TDR a été excité.
On voit par con séquent que lorsque le relais d'arrêt SR est excité et maintenu, ses contacts SRo seront fermés pour exciter les solénoïdes 118a et 170b. Environ 12 secondes plus tard, les contacts TDR1 s'ouvriront pour interrompre le circuit d'excitation du relais d'arrêt SR, de sorte que celui-ci retombera, ouvrant les contacts SR2 et désexcitant les solénoïdes 118a et 170b. Le relais d'arrêt SR commande également des contacts SR et SR4 normalement fermés.
Ces derniers contacts seront ouverts pendant la période pendant laquelle la presse parvient à l'arrêt, en ouvrant ainsi le circuit de l'enroulement de contacteur MC du moteur d'entraînement et de l'enroulement de contacteur
JMC du moteur de marche saccadée.
En tenant compte de ce qui vient d'être indiqué, on se référera aux fig. 10 à 14 montrant le dispositif de la fig. 1 mais dans lequel on a supprimé certains organes pour rendre plus clair le fonctionnement de la presse à imprimer. Les vannes 145, 118 et 170 ont été supprimées. On voit que la chambre auxiliaire 140 du régulateur pilote reçoit une pression d'entrée à partir du régulateur d'arrêt 146, tandis que la chambre d'entrée 115 du régulateur 100 reçoit la pression de sortie plus élevée du régulateur d'arrêt 146. En outre le conduit de sortie 56 du régulateur pilote 45 est relié directement à la chambre d'asservissement 171 du régulateur de charge 100, de sorte qu'une force d'entrée négative est appliquée à la tige de commande 104 en proportion de la pression de sortie du régulateur pilote 45.
Si l'on se réfère maintenant aux fig. lla-e, la fig. lia montre d'abord la force de rappel ou couple appliqué au rouleau flottant par le cylindre de rappel 38 à la suite de la pression fournie par le régulateur 100 en réponse à la pression d'entrée dans la chambre 115. Cette force de rappel est représentée graphiquement en fonction de la position angulaire du rouleau flottant, mais reste constante ou indépen- dante de la position du rouleau flottant. Ainsi, la ligne droite 180 de la fig. lla représente la force de rappel appliquée au rouleau flottant par suite de la pression fournie à la chambre 115 pendant les conditions de marche normales par le régulateur 116.
Les lignes pointillées associées 180a et 180b indiquent simplement l'espace entre lequel la charge fournie par le régulateur de point de réglage pendant la marche normale peut être ajustée en faisant varier le réglage ou pression de sortie du régulateur 116.
Lors d'un arrêt d'urgence de la presse, le régu- lateur d'arrêt 146 fournira une pression d'air accrue à la chambre 116. Ceci aura pour résultat que la force de rappel appliquée au rouleau flottant et due à la pression dans la chambre 115 sera augmentée à une valeur représentée par la ligne droite 181.
Cette valeur peut être ajustée aux valeurs plus élevée ou plus basse 181a ou 181b en réglant la pression de sortie dudit régulateur 146 à commande manuelle.
Autrement dit, à mesure que la somme des forces d'entrée dirigée vers le bas appliquée à la tige de commande 104 est progressivement augmentée, la pression de sortie régnant dans le conduit 41 ne peut en aucun cas dépasser la valeur de la pression d'en tróe fournie à la chambre 115. Le réglage du régu- lateur de limite de charge 111 permet d'ajuster cette pression d'entrée, et détermine par conséquent la limite supérieure de la pression de sortie. La ligne droite 183 de la fig. llb montre que cette valeur limite de la pression reste constante dans toutes les conditions et pour toutes les positions du rouleau flottant.
La valeur limite peut être augmentée ou diminuée aux valeurs représentées par les lignes pointillées 183a ou 183b en réglant le régulateur de limite de charge 111.
La fig. Ile montre par la ligne 184, la force de rappel appliquée au rouleau flottant 30 par le ressort auxiliaire 160. On voit que ce ressort exerce une force nulle tant que le rouleau flottant occupe une position à 15 (fig 7) ou plus. A mesure que la position angulaire se déplace en deçà de 150 vers 00, la force de rappel engendrée par le ressort 160 augmentera pratiquement linéairement.
On se rappelle que la pression de sortie du régu- lateur pilote 45 est proportionnelle au déplacement du rouleau flottant 30 à partir d'une position de réfé- rence, et lorsque la zone de réglage du régulateur pilote a été modifiée, est proportionnelle au déplacement du rouleau flottant à partir de la position à 0 . Ainsi, tandis que la pression de sortie du régu- lateur pilote 45 augmente avec l'augmentation du déplacement angulaire du rouleau flottant 30, il est fait en sorte que cette pression de sortie engendre une force dirigée vers le haut appliquée à l'élément de commande 104 du régulateur de charge.
A mesure que le déplacement angulaire du rouleau flottant 30 augmente, la pression dans la chambre 171 tendra à faire diminuer la pression de sortie du régulateur 100, et ainsi tendra à faire diminuer la force de rappel engendrée par le cylindre 38.
La fig. 11 montre, par la ligne 185, comment à mesure que le déplacement angulaire du rouleau flottant 30 augmente, la force de rappel qui est appliquée à ce rouleau flottant 30 en réponse à une pression dans la chambre d'asservissement 171 diminue linéai- rement.
Tant que la presse fonctionne dans des conditions de marche normales, la force de rappel totale engendrée par l'application de la pression fournie à la chambre 115 par le régulateur de point de réglage 116 aura une valeur constante Ll. Toutefois, aussitôt que l'interrupteur à bouton rouge est actionné pour arrêter la presse et que les soupapes à solénoïde 118, 145 et 170 sont excitées pour établir les liaisons pneumatiques représentées à la fig. 10, la pression fournie par le régulateur d'arrêt 146 à la chambre 115 tend à entraîner le régulateur de charge 100 à fournir une pression de sortie très élevée L2.
Cependant, du moment que le régulateur de limite de charge 111 empêche la pression de sortie du régu- lateur de charge 100 de monter au-dessus d'une valeur déterminée, la valeur de rappel L2 n'est jamais atteinte, mais est limitée à une valeur L3. Toutefois, si le rouleau flottant se déplaçait à la position 0 , le ressort 160 agirait de façon que la force de rappel totale soit augmentée à la valeur L4.
On se rappellera que la pression d'asservissement régnant dans la chambre 171 augmente à mesure que le déplacement angulaire du rouleau flottant augmente dans le sens contraire de celui des aiguilles d'une montre. Cette pression agissant vers le haut sur la tige de commande 104 va à 1'encontre de la force dirigée vers le bas engendrée par la pression régnant dans la chambre 115.
Lorsque le déplacement du rouleau flottant atteint et dépasse la valeur L, l'action limitatrice cesse et la force de rappel diminue à mesure que le déplacement du rouleau flottant continue, comme le montre la partie de ligne 186c En résumé on voit que la force de rappel totale agissant sur le rouleau flottant est représentée par la ligne continue 186 de la fig. lle qui comprend une première partie inclinée 186a due à l'action du ressort 160, une partie horizontale 186b due au réglage du régulateur de limite de charge 111, et une deuxième partie inclinée 186c qui résulte de la pression d'asservissement à effet négatif fournie par la pression de sortie du régulateur pilote au régulateur de charge 100.
Les lignes 188 et 189 de la fig. lle montrent les variations de la tension dans la bande pour dif férentes positions, angulaires du rouleau flottant avec un rouleau d'alimentation de diamètre et de largeur donnes. La ligne en traits points 188 représente les variations de la tension dans la bande dans les conditions de marche normales, tandis que la ligne en trait plein 189 représente les variations de la tension dans la bande au cours d'arrêts d'urgence.
Dans les conditions de marche normales, la force due à la tension dans la bande agissant sur le rouleau flottant sera égale et de sens opposé à la force de rappel constante Ll, comme indiqué à l'inter- section Il de la ligne de charge de marche Ll avec la ligne de tension 188. Le rouleau flottant se trouve en équilibre à la position angulaire 0, en produisant une tension de marche d'équilibre TR.
Au cours du ralentissement de la presse, toutefois, la force de rappel ne se maintient plus à la valeur L1. Au contraire, elle varie selon la position angulaire du rouleau flottant comme le montre la ligne en traits points 188. De même la force engen drée par la tension dans la bande agissant sur le rouleau flottant varie comme le montre la ligne 189.
Ces deux lignes 188 et 189 sont déplacées l'une par rapport à l'autre parce qu'une grande partie de la force de freinage appliquée par la courroie 24 au rouleau d'alimentation 20 ne contribue non seulement à engendrer la tension dans la bande, mais est utilisée pour créer le couple de freinage nécessaire pour ralentir le rouleau. Les symboles au bas de la fig. lle peuvent être considérés ici comme se rapportant à la position angulaire du rouleau flottant, ou comme se rapportant à la pression d'air fournie au servo-moteur 28, du moment qu'elles sont en rapport direct l'une avec l'autre. La partie de la pression de courroie représentée en d à la fig. lle sert seulement à ralentir le rouleau d'alimentation et ne contribue pas à créer la tension dans la bande.
En cours du ralentissement, le rouleau flottant cherche à prendre une position d'équilibre Es qui rend la force due à la tension dans la bande égale et de sens opposé à la force de rappel, comme indique à l'intersection L des lignes de tension et de charge 188, 189.
Une remarque importante que permet de faire la fig. lle, est qu'au cours d'arrêts urgents la pression de freinage de la courroie 24 est brusquement augmentée (de E) à (i) 3). Cette pression augmentée de la courroie crée le couple supplémentaire agissant sur le rouleau d'alimentation nécessaire pour ralentir ce dernier plus le couple requis, pour créer la tension d'arrêt Tg dans la bande. Alors que la pression de freinage de la courroie 24 est considérablement augmentée, la tension Ts dans la bande au cours de l'arrêt n'est pas beaucoup plus grande que la tension normale de marche TR.
Le fait que la force de rappel varie en raison inverse de la pression de la courroie permet au dispositif de réglage de continuer à fonctionner, et de chercher une valeur d'équilibre de la tension dans la bande pendant l'arrêt qui ne varie pas de façon appréciable quelles que soient les variations du taux de ralentissement ou du diamètre du rouleau d'alimentation.
Il a été expliqué précédemment, en référence à la fig. 12, que la tension produite dans la bande W en mouvement pour une pression donnée appliquée à la courroie 24 varie si le diamètre du rouleau d'alimentation change ou si l'on change la largeur du rouleau et le nombre total des courroies.
La fig. 13 montre à des fins de comparaison les tensions dans la bande qui sont maintenues dans la bande en mouvement W avec la presse dévidant la bande d'un rouleau d'alimentation de diamètre et de largeur donnés et s'arrêtant avec deux taux de ralen tissement différents. Supposons d'abord qu'au cours d'un ralentissement de la presse à un premier taux a, la tension dans la bande varie en fonction de la pression de courroie ou de la position du rouleau flottant de la façon représentée par la ligne droite 190. Une certaine pression de courroie Pc sera nécessaire pour ralentir le rouleau d'alimentation et le reste de la pression de courroie créera une tension dans la bande augmentant progressivement comme le montre la ligne montante 190.
Avec les variations totales de la force de rappel indiquées par la ligne brisée 186 les forces de rappel et celles dues à la tension agissant sur le rouleau flottant seront égales et de sens opposés à l'intersection I3 indiquant que la valeur de la tension d'arrêt sera Tc. Si cependant le taux de ralentissement de la presse est plus élevé et égal à ct., alors une plus grande pression de courroie Pd sera nécessaire pour appliquer le couple de ralentissement requis au rouleau d'alimentation, et une pression de courroie additionnelle au-dessus de la valeur P provoquera une tension dans la bande augmentant progressivement comme le montre la ligne 191.
Cette dernière ligne interseote la ligne des variations de la force de rappel 186 au point L, qui indique qu'une tension d'équilibre de valeur Td sera maintenue au cours de l'arrêt de la presse. Ainsi, même si le taux de ralentissement de la presse est augmenté de la valeur ai à une valeur plus élevée, a2, la tension qui est maintenue au cours de l'arrêt de la presse ne variera que d'une petite quantité Ti.
La fig. 13 représente également par la ligne 192 le procédé utilisé dans des dispositifs, connus et selon lequel on déconnectait le dispositif de réglage pen- dant les arrêts d'urgence de la presse et appliquait une pression d'air augmentée constante au servomoteur 28 et à la courroie de freinage 24 (fig. 1). La ligne 192 indique une valeur typique de la pression de la courroie qui selon les dispositions utilisées jusqu'à ce jour était maintenue constante pendant le processus d'arrêt.
Les deux lignes 190 et 191 représentant les variations de la tension dans la bande intersecteraient cette ligne 196 aux points I3 et I5 indiquant que lorsque la presse est ralentie aux deux taux ui et Cta des valeurs de la tension Tc et Te seront maintenues dans la bande.
La disposition qui fait que la charge varie en raison inverse de la position angulaire du rouleau flottant et que le régulateur pilote 45 soit maintenu en fonction au cours d'arrêts d'urgence a pour résul- tat de donner des valeurs de tension d'arrêt qui sont presque uniformes en dépit du fait que le taux de ralentissement de la presse peut être modifié.
La fig. 14 est semblable à la fig. 13, mais compare l'une à l'autre les modifications de tension d'arrêt dans la bande qui se présentent avec des rouleaux d'alimentation de diamètres différents pour un même taux de ralentissement. La ligne droite 194 représente les variations de la tension dans la bande en fonction de la pression de la courroie de freinage (ou de la position du rouleau flottant) lorsqu'un rouleau de diamètre A est ralenti à ce taux. La pression Pa de la courroie doit simplement créer le couple de ralentissement nécessaire agissant sur le rouleau d'alimentation, tandis qu'une augmentation de la pression de la courroie au-dessus de la valeur Pa crée progressivement une augmentation de la tension dans la bande comme représenté par la ligne 194.
Si la charge varie, avec la pression de la courroie ou avec la position du rouleau flottant comme représenté par la ligne brisée 186, l'intersection L indique qu'une valeur d'équilibre T4 de la tension est obtenue pendant le ralentissement du rouleau.
En revanche, si le rouleau B de plus grand diamètre est ralenti au même taux, alors une plus grande pression Pz, de la courroie sera requise pour créer le couple de ralentissement nécessaire. Les pressions de courroie au-dessus de la valeur Pb créent progressivement des valeurs qui augmentent la tension dans la bande comme représenté par la ligne droite 195.
L'intersection I7 de la ligne195avec la courbe de charge 186 indique qu'une valeur T5 de la tension dans la bande est maintenue pendant l'arrêt. Avec le dispositif décrit, s'il y a des arrêts d'urgence avec des rouleaux de diamètres A et B plus petit et plus grand, la valeur de la tension maintenue dans la bande variera seulement de la quantité T3.