FR2553744A1 - Enrouleuse a compression asservie - Google Patents

Abstract

L'INVENTION EST RELATIVE A LA FORMATION DE ROULEAUX DE MATERIAUX COMPRESSIBLES TELS QUE LES FEUTRES DE LAINE MINERALE. SELON L'INVENTION, L'ENROULEMENT DU FEUTRE OU ANALOGUE EST EFFECTUE DANS UN ESPACE DELIMITE PAR TROIS ORGANES. LA POSITION D'AU MOINS UN DE CES ORGANES VARIANT AU COURS DE L'ENROULEMENT SUIVANT UN PROGRAMME PREETABLI, EN FONCTION DE LA LONGUEUR DU FEUTRE DEJA ENROULE DE FACON A IMPOSER UNE EPAISSEUR DONNEE A CHAQUE SPIRE. LA TECHNIQUE SELON L'INVENTION PERMET EN PARTICULIER UNE COMPRESSION PLUS UNIFORME SUR TOUTE LA LONGUEUR DE LA BANDE DE FEUTRE.

Description

ENPRULEUSE A COMPBESSION ASSERVIE

L'invention est relative aux techniques de corditionnement de

produits tels que les feutres de laine minérale Ces produits de faible masse volumique, du fait de leur résilience, sont avantageusement comprimés pendant leur stockage et leur transport.

Pour les feutres légers, un conditionnement traditionnel con15 siste à enrouler le feutre sur lui-même en le comprimant Oa forme ainsi des rouleaux cylindriques dont la stabilité est assurée par l'emballage constitué habituellement par une feuille de papier ou d un

matériau polymère.

S'il est avantageux, au plan de l'encoebrement, de comprimer 20 fortement le feutre, le taux de coapression choisi doit aussi tenir compte de la capacité de reprise d'épaisseur du produit lors de sa mise en oeuvre Les qualités des feutres, notaxmnent les qualités isolantes, sont en effet fonction de leur épaisseur L'expérience montre que pour assurer une reprise d'épaisseur satisfaisante lorque le produit cesse 25 d'être cciprimé, il est nécessaire de limiter les taux de comcpression imposés. Le meilleur enroulement possible pour ces produits est celui

qui, en assurant une compression uniforme sur toute la longueur, permet d'opérer au taux le plus élevé admissible sans compromettre la qualitd 30 du produit C'est aussi l'enroulement qui garantit la qualité du produit dans un conditionnement offrant le minimum d'encarbrement.

Différents moyens ont été proposés pour parvenir à ce résultat.

De façon typique le feutre est conduit dans un espace déli35 mité par deux tapis convoyeurs et un rouleau de carompression Ces tapis et ce rouleau entraînent le feutre dans un mouvement de rotation aboutissant à son enroulement sur lui-mêmre Le rouleau de compression peut se déplacer de façon à accroître progressivement l'espace dans lequel

s'effectue l'enroulement du feutre.

Pour aboutir à une compression uniforme du feutre, il est n cessaire que la pression exercée par le rouleau de compression croisse avec le nomibre de spires du feutre enroulé La loi de croissance de la

pression à appliquer dépend de nombreux paramètres.

Jusqu'à présent, les toyens utilisés pour faire croître la

pression exercée ne donnent pas entièrement satisfaction.

Dans le mode le plus usuel, l'accroissement de la pression exercée résulte directeent de l'augmentation du "diamètre" du feutre enroulé Par exemple, le rouleau de compression est disposé à l'extré10 mité d'un bras mobile Le rouleau de feutre en croissant repousse le rouleau de compression Un vérin pneumatique fixé sur le bras portant le rouleau de compression exerce une réaction qui tend à s'opposer au déplacement du bras la pression dans le vérin pneumatique qui se transmet par l'intermédiaire du bras et du rouleau de compression 15 jusqu'au feutre en cours d'enroulement est d'autant plus forte que le

déplacement du rouleau de compression est plus grand.

Même lorsque de tels nmoyens sont affirns, on ne parvient pas en pratique à suivre de façon satisfaisante la progression nécessaire pour assurer un taux de campression uniforme du feutre sur toute sa 20 longueur De façon typique, on constate le plus souvent une compression

plus élevée au centre de l'enroulement par rapport à celle qui s'exerce sur la partie située à la périphérie Compte tenu des inpératifs de reprise d'épaisseur, ceci ccoduit à réduire la compression sur l'ensemble de 1 ' enroulement Par suite, les produits conditionnés sont soit mtoins 25 longs soit plus volumineux qu'il ne serait nécessaire si l'on maitrisait parfaitement la mise en condition du feutre.

Par ailleurs, une difficulté supplémentaire résulte de la n_cessité sur certaines installations de traiter des produits variés, dont les caractéristiques notamment vis-à-vis de la compression peuvent 30 être très différentes les unes des autres Dans ces conditions, à chaque changement de production, il est nécessaire de modifier la disposition mécanique ce qui impose des réglages relativement longs et délicats. L'invention se propose de fournir des tooyens permettant d'as35 surer un enroulement des produits plus uniforme sur toute leur longueur L'invention se propose aussi de fournir des moyens cuommodément

adaptables au traitement de produits varies.

Pour parvenir à ces résultats, selon l'invention la compression exercée sur le feutre ne résulte pas d'une réaction passive, mais au contraire, d'un mouvement des organes de compression suivant un prograiroe bien détermine par l'opérateur A cet effet, les organes de corpression sont associés à des toyens moteurs capables d'assurer une modification de leur disposition relative de telle sorte qu'à tout mt5 ment, au cours de l'enroulement du feutre, l'espace laissé disponible entre ces organes détermine pour chaque spire une épaisseur cmprimnée

bien définie, fonction de la longueur du feutre déjà enroulée.

Les moyens moteurs assurant le déplacement des organes de

compression sont contrôlés par des coyens de commande associés à des 10 moyens de mesure et des tooyens de calcul Ce déplacement s'effectue selon un programme prldéterminé.

Les moyens de calcul établissent les consignes de marche des moyens moteurs en fonction de divers paramètres variables de l'installation Un ou plusieurs de ces paramètres sont mesurés directement par 15 des moyens appropriés pendant le fonctrionnement, et sont transmis pour

traitement aux moyens de calcul D'autres instructions variables peuvent aussi être introduites par l'opérateur.

L'invention est décrite de façon plus détaille dans la suite, en faisant référence aux planches de dessins dans lesquelles la figure 1 est une vue schématique d'une enrouleuse telle que celle mise en oeuvre selon l'invention, la figure 2 est un schema montrant différents éléments conmandant le fonctionnement de l'enrouleuse, la figure 3 est un schéma présentant divers parametres g&o25 métriques pris en considération dans la d 6 termination du programme de commande de l'organe de compression, dans un mode de réalisation de 1 ' invention,

les figures 4 a à 4 d sont des schemas montrant les variations d'épaisseur des produits déconditionn 6 S suivant qu'ils ont été 30 enroulés par une technique selon l'invention ou par une technique traditionnelle.

-L'enrouleuse représentée à la figure 1 peut être utilisée

pour la formation de rouleaux de feutres de laine de verre ou de produits compressibles analogues.

Cette enrouleuse peut être dispose directement à l'extré té d'une ligne de production de ces feutres La façon dont les fibres sont produites est sans importance pour l'invention Il suffit, notamnent après 1 ' étape de polymérisation du liant qui fait adhérer les fibres les unes aux autres, que le feutre ainsi constitué présente une bonne résilience, autreent dit qu'il puisse subir une compression importante et reprenne ensuite la majeure partie de son épaisseur initiale

lorsqu'il cesse d'être crompriml.

Il va de soi que parmi les feutres miniraux, seuls ceux que 5 l'on qualifie de "légers" se prêtent à ce mode de conditionnement Pour des masses volumiques supérieures à 30 kg/n 3 et des épaisseurs supérieures à 20 mm, mrme si le conditionnement comprend une certaine compression, celle-ci ne peut s'exercer que sur des produits plans De la mnme façon, les feutres revêtus sur au moins une de leurs faces peuvent 10 être enroulés à condition que le revêtement puisse subir une flexion inportante sans dommage C'est le cas notamment des papiers Kraft, des revêtements de films de mnatériaux polymères aluminises ou non, et de

façon générale des revêtements minces et flexibles.

Le feutre 1 progresse sur le convoyeur 2 dans le sens indiqué 15 par la flèche Le convoyeur 2 est mis en mouvement par le moteur 3 par

l'intermédiaire d'une courroie 4 et du tambour d'entraînement 5.

Un châssis 6, enjambant le convoyeur 2, supporte deux bras 7 et 8 Ces bras sont nmobiles en rotation respectivement autour des axes

9 et 10 portés par des paliers fixés sur le châssis 6.

Le bras 7 porte un convoyeur 1 il dont l'extrémité la plus &loignée de l'axe 9 se situe en regard de l'extrénité du convoyeur 2 à faible distance de ce dernier Cette distance est aussi réduite que possible Elle a pour but de faciliter l'amorçage de l'enroulemrent en laissant au feutre un rinininun d'espace Cette distance doit cependant 25 être suffisante pour éviter tout risque de frotteaent des convoyeurs

l'un sur l'autre.

Le convoyeur 11 est à l'intérieur d'une enveloppe qui n'est

représentée qu'en partie sur la figure pour des raisons de clarté La limite de la partie manquante de l'enveloppe est indiquée en pointillé. 30 Dans cette position, les faces des convoyeurs font entre elles un angle inférieur à 900 Cet angle est avantageusement compris entre 40 et 80 " et de préférence voisin de 600.

Le convoyeur 11 est mis en mouvement par le moteur 3, par

l'intermédiaire d'une transmission articulée défornmable non représen35 tée Cette transmission articulée est telle qu'elle permet le basculement du bras 7 de la façon décrite ci-dessous.

Un vérin 13 fix 6 sur un support 33 solidaire du châssis 6 permet de faire basculer le bras 7 de façon à écarter l'extrémité du convoyeur 11 de celle du convoyeur 2 En position écartée, la distance séparant les deux convoyeurs est supérieure au diamètre des rouleaux de

feutre formés pour permettre 1 ' évacuation de ces derniers.

L'alimentation et la commande du vérin 13 ne sont pas repr&sentées.

Le bras 8 comprend deux parties identiques situées de part et

d'autre du bras 7 qu'elles encadrent.

Les extrémités inférieures des deux parties du bras 8 portent deux rouleaux 14 et 15 Ces rouleaux sont mis en rotation par l'interirediaire de chaînes non représentees situées le long du bras lui-n_e. 10 L'entrainement est assuré par le moteur 3 Les roues de renvoi du rouvement des chaines sont coaxiales à l'axe de rotation 10 du bras 8, de telle façon qu'un déplacement du bras 8 puisse se faire sans modifier la tension des chaînes Un variateur de vitesse non représenté est

interposé sur le système de transmission.

Le bras 8 se prolonge par un contrepoids 17 qui l'équilibre

et rend son mouvement plus aisé.

Dans sa forme préférée selon l'invention, l'espace dans lequel s'effectue l'enroulement de la bande de feutre est délimité par deux convoyeurs et un rouleau Le cas éch&ant, un au moins des con20 voyeurs peut être remplacê par un rouleau remplissant la même fonction.

En dépit d'un mécanisme un peu plus compliqué, l'usage de convoyeurs

est avantageux pour plusieurs raisons.

Une première raison tient au fait que me si les rouleaux sont de dimensions relativement grandes, le contact avec la bande en25 roulée s'effectue sur une surface convexe qui a tendance à déformer davantage le feutre que ne le fait un convoyeur qui présente une surface

plane Ceci est important pour la bonne formation du rouleau.

Il faut noter en passant que l'usage de rouleaux de grand diamètre a pour inconvénient de conduire à un espace d'enroulement qui 30 est relativement important dans la position correspondant au début de

1 ' opération ce qui ne permet pas une maltrise parfaitement satisfaisante des conditions imposées tout au long de l'enroulement.

Une autre raison est, qu'en utilisant à la place d'un ou des deux convoyeurs un ou deux rouleaux dont les positions relatives sont 35 fixes, les points d'appui du feutre enroulé évoluent en fonction de la progression de l'enroulement Si l'on part d'une disposition telle que les trois points d'appui soient répartis régulièrement sur le pourtour du rouleau de feutre, cette régularité disparait très rapidement et le

maintien est "oins bien assure.

Il est possible de modifier la position non seulement du rouleau que, dans le cadre de l'invention, nous nommons rouleau de caromrpression, mais aussi l'ensemble des rouleaux (ou convoyeurs) les uns par rapport aux autres de façon que les points d'appui restent bien ré5 partis mais ceci nécessite un nmécanisme compliquk.

Il paraît donc préférable d'utiliser des convoyeurs dont les

positions relatives peuvent demeurer fixes L'augmentation du dianmètre du rouleau de feutre s'accompagne en effet d'un déplacement des points d'appui sur les convoyeurs, déplacement qui tend à rétablir une dispo10 sition équilibrée de ces points d'appui.

Le troisième point d'appui sur le rouleau de compression se déplace également suivant un mouvement qui maintient cette bonne disposition Sc&mnatiquement dans cette disposition idéale les points d'appui sont équidistants les uns des autres Pour se rapprocher de cette 15 disposition, la distance du rouleau de ccopression à l'axe de rotation est suffisamment grande et la position de cet axe est de pr&férence telle que le déplacement se fasse sensiblement suivant la bissectrice

de l'angle des deux convoyeurs.

Dans la suite de la description, nous ne ferons référence 20 qu'au cas représenté à la figure 1, c'est-à-dire celui dans lequel les

moyens délimitant l'espace d'enroulement sont constitués par deux convoyeurs et un rouleau.

Dans les modes antérieurs un vérin pneumatique 18 monté sur

un support 19 solidaire du châssis 6 permet d'effectuer le déplacement 25 du bras 8 par l'intermndiaire de sa tige 20.

Toujours dans les modes antérieurs, le vérin pneumatique intervient de façon purement passive Lorsque le bras 8, repoussé par le feutre enroulé 21, pivote autour de l'axe 10 La pression de l'air dans le vérin augmente et, par réaction, la pression sur le feutre s'ac30 croît.

Selon l'invention le mouvement du bras, et par suite la pression exercée sur le feutre, suivent un programme préetabli Pour cela

la position du bras 8 est définie à chaque instant de façon précise.

Le dispositif moteur 18 est ainsi avantageusement un vérin 35 hydraulique ou un moteur électrique asservis en position Leur puissance est choisie suffisanmment élevée pour que la pression exercée par le feutre soit pratiquement sans influence sur le fonctionnement du rouleau de compression contrairement à ce qui se produit avec le vérin

pneumatique antérieur.

L'alimentation du vérin hydraulique dans le cas de l'inver ntion est effectuée de façon traditionnelle par un distributeur proportionnel et un groupe hydraulique non représentés.

De façon générale, selon l'invention, le mouvement du bras 8 5 est fonction de la longueur du feutre enroulé et de telle sorte que 1 'épaisseur de chaque spire de l'enroulement soit pratiquement constante.

L'enrouleuse selon l'invention comprend ainsi au moins des moyens permettant de déterminer à tout instant la longueur de feutre 10 enroulée, un capteur déterminant avec précision la position du bras 8,

et des moyens de calcul dans lesquels le programme de déplacement du bras 8 est mis en mémoire Les moyens de calcul reçoivent les signaux relatifs à la longueur de feutre et des signaux de position du bras, et élaborent en réponse une consigne de position de ce bras, consigne qui 15 est exécutée par les moyens moteurs (vérin hydraulique, moteur électrique) indiqués précédemment.

Un schema de commande du fonctionnement de l'enrouleuse est

représenté à la figure 2.

Une cellule photo-électrique 22 disposée à l'entrée de l'es20 pace dans lequel s'effectue l'enroulement et au-dessus du tapis 2, détecte l'arrivée d'une bande de feutre et déclenche le déroulement du cycle de commande Le signal est transmis à des moyens de calcul programmables 23.

Les moyens de calcul 23 reçoivent également d'un capteur 24, 25 par exemple une dynamo tachynétrique, un signal de vitesse de progression du convoyeur 2 et par conséquent du feutre.

La combinaison du signal d'arrivée du feutre et de vitesse,

donne la longueur du feutre enroulée.

Les moyens de calcul reçoivent encore un signal provenant 30 d'un codeur de position 25 déterminant l'angle du bras 8 portant le

rouleau de compression par rapport à une position de référence.

Le cas échéant, un capteur supplémentaire permet de mesurer

la hauteur initiale du rouleau de compression vis-à-vis du convoyeur 2.

Cette détermination est nécessaire lorsque cette hauteur est modifiée 35 pour tenir compte des changements d'épaisseur des produits traités.

Sur la figure 1 les mtoyens permettant de modifier la hauteur initiale de l'axe 10 du bras 8 sont représentés en 29 Il s'agit par

exemple d'un système entraînér par un moteur à vis.

Bien entendu la mesure de la hauteur initiale du bras 8 comme

celle de la vitesse du tapis convoyeur 2 peuvent aussi être introduites par l'opérateur directement dans les données fournies aux toyens de calcul En effet, ces paramètres restent habituellement constants au cours de longues périodes de fonctionnement Leurs variations sont corn5 mandées par l'opérateur qui peut donc modifier en conséquence les données introduites dans les moyens de calcul.

Les moyens de calcul en fonction de ces données et de l'algorithme-de commande introduit en mn'aoire établissent des consignes qui sont envoyées aux commrandes 26 contrôlant le fonctionnement des moyens 10 moteurs 27 actionnant le déplacement du rouleau de compression, et également les noyens 28 actionnant le déplacement du convoyeur dorsal 11.

Le fonctionnement de 1 ' enrouleuse selon l'invention s'établit

de la façon suivante.

La bande de feutre 1 portée par le convoyeur 2 passe devant 15 la cellule photoélectrique 22 et déclenche une mesure du temps écoulé

dans le cycle de fonctionnnement.

Avant de pénétrer dans l'espace délimité pour l'enroulement,

la bande de feutre est comprimée au moyen du rouleau 15.

Le rouleau 15 est porté par le bras 8 Il est animé comme 20 le rouleau de compression 14 et tourne en sens inverse Le rouleau 15

permet d'éviter que le feutre entre en contact avec le rouleau 14 lorsqu'il est introduit dans l'espace dans lequel s'effectue l'enroulement En effet, le sens de rotation du rouleau 14 est tel qu'il tendrait à refouler le feutre au lieu de faciliter son entrée dans cet 25 espace.

La vitesse de rotation du rouleau 15 est réglée de façon que

la vitesse à la péripbérie corresponde sensiblement à celle du convoyeur 2.

Le feutre entraînr par le convoyeur 2 vient heurter le con30 voyeur dorsal 11 et se replie sur lui-même Du convoyeur 11 l'extrémité du feutre est dirigée vers le rouleau de compression 14 Le rouleau 14 contraint le feutre à une nouvelle flexion sur lui-même Du rouleau 14, l'extrémité du feutre est renvoyée vers le convoyeur 2 o elle entre en

contact avec la face supérieure du feutre.

Une premnière boucle de feutre est ainsi formée Le rouleau progresse ensuite par épaisseurs successives qui viennent s'ajouter les

unes aux autres.

Très tôt après le début de l'enroulement, le rouleau de compression 14 s'écarte de sa position initiale pour tenir cocpte de 1 'ac-

croissement de volume du feutre enroulé Le déplacement se fait dans le sens indiqué par la flèche F par basculerent du bras 8 Le mouvement est commatndé de façon programmée pour faire en sorte que toutes les

spires du rouleau formé aient sensiblement la même épaisseur.

Il faut remarquer que l'épaisseur imposée n'est pas nécessairement exactement celle que l'on retrouve dans le rouleau de feutre Il faut en effet tenir compte de l'élasticité du produit et des déformations qu'il présente au cours de l'enroulement En pratique, l'épaisseur inposée est généralement inférieure à celle du feutre dans le 10 rouleau achevé, et qui n'est plus maitenu par les convoyeurs et le rouleau de compression. En s'écartant de sa position initiale le bras 8 accroit progressivement la distance entre le convoyeur 2 et le rouleau 15 Cette distance devient telle qu'à partir d'un certain nanent le rouleau 15 15 cesse d'être en contact avec le feutre La distance est alors également suffisante pour que le feutre porté par le convoyeur 2 ne vienne pas au

contact du rouleau de compression 14.

A la fin de la bande de feutre 1 une enveloppe de papier ou

d'un polymère est déposée sur une des faces du feutre La longueur de 20 cette enveloppe est telle qu'elle recouvre entièrement la surface ext'rieure du rouleau de façon connue.

Pendant ce temps, le rouleau ayant atteint sa dimension finale, le déplacement du bras 8 s'est interrompu.

La mise en place de l'enveloppe sur le feutre étant faite, le 25 conditionnement de la bande de feutre est achevée par exemple par collage de 1 ' enveloppe de façon que celle-ci maintienne le feutre dans sa forme finale coaprimée Le bras 7 m D par le vérin 13 bascule Le rouleau de feutre qui est entrainr par le convoyeur 2 est évacue par 1 ouverture dégagée entre les convoyeurs 2 et 11.

Dans le mâme temps, le bras 8 est ramené a sa position initiale Enfin, le bras 7 est également ramené en position de travail.

L'enrouleuse est prête pour le traitement d'une nouvelle bande de feutre.

Les mouvements de basculements du bras 7 et de rappel du bras 35 8 sont exécutés de façon très rapide pour que l'intervalle de temps séparant deux bandes de feutre puisse être très réduit En pratique l'ensemble de l'éjection du rouleau formé et du retour à la position de

travail n'excède pas deux à quatre secondes.

Dans ces opérations le feutre maintenu ccrprirr ne se présen-

te pas sous forme rigoureusement cylindrique Il subit un léger écrasement aux points de contact avec les convoyeurs et le rouleau de compression Nous avons vu que l'utilisation des convoyeurs 2 et 11 permet de maintenir une surface de contact relativement large en parti5 culier par rapport à celle du rouleau de compression 15 Celui-ci doit en effet nécessairement présenter un faible rayon de courbure pour pouvoir délimiter un espace d'enroulement de faibles dimensions au début

du processus.

Pour minimiser les déformations du rouleau en cours de prépa10 ration, il peut être avantageux d' établir de légères différences de vitesse entre, d'une part le convoyeur 2, et d'autre part le convoyeur 11 et le rouleau 14 En faisant en sorte que la vitesse du convoyeur 11 et du rouleau 14 soit légèrement supérieure (en général moins de 5 %) à celle du convoyeur 2, on maintient le feutre tendu entre ces points de 15 contact successifs et on évite l'apparition de déformations importantes qui peuvent nuire à la régularité de 1 ' enroulement.

Ces légères différences de vitesse éventuelles permettent de compenser un glissement possible du feutre sur le convoyeur 11 ou le

rouleau 14, glissemaent dû par exemple à la faible surface de contact.

Le système d'introduction de l'enveloppe est schématisé à la figure 1 Les feuilles découpées et partiellement encollées provenant d'un distributeur, non représenté, et ccmmandé également par les mtoyens de calcul sont achemirnées par une bande convoyeuse 30 Elles passent ensuite sur des courroies 31, de façon connue, de telle sorte qu'elles 25 se déposent sur l'extrémitk de la face supérieure de la bande de feutre

au mxoent ou celle-ci va pénétrer dans l'espace d'enroulement.

La feuille de l'enveloppe est entraînée par le feutre Elle

est prise dans la dernière spire Cette feuille s'étend au-delà de l'extrémité de la bande de feutre sur une longueur supérieure à celle 30 de la périphérie du rouleau, de sorte qu'elle l'enveloppe entièrement.

Nous avons indiqué précédemment que le déplacement du rouleau

de compression suivait une loi permettant d'assurer une épaisseur égale des spires Dans le cas représenté à la figure 1, la loi choisie est avantageusement la suivante Les symboles utilisés sont ceux indiqués à 35 la figure 3.

Sur la figure 3 sont représentés schématiquement le convoyeur dorsal 11, le convoyeur horizontal 2, le rouleau de compression 14 et

le bras 8.

Connaissant le rayon final R du rouleau formé et la longueur

de la nappe de fibre N, on en déduit l'épaisseur E de cadque spire: E =n R 2/N.

Pour avoir E constant, le mouvement du bras 8 portant le rouleau de compression doit être tel qu'à tout instant le rayon r du rou5 leau déjà constitué pour une longueur 1 du feutre soit: r = {E/n, soit:

r = R IN.

Un calcul basé sur la géométrie du système tel que présenté à 10 la figure 3 permet d'exprimer les variations de l'angle A que fait le bras 8 avec la verticale à tout instant Les noyens de calculs contrôlent à chaque instant que la position du bras répond effectivement à

cette condition.

La valeur de l'angle A en fonction des différents paramètres 15 géomtriques est du type: A = arc cos I(L 2 +r 2 +a 2 +b 2-R 2) / 2 ( 12 + r 2) (a 2 +b 2) + arc tg b/a + g avec:

a =H + h R; b = R cotg d /2 D; = arc tg r/L.

Dans ces expressions, les différents termes désignent respec20 tivement: L: longueur du bras 8 entre l'axe de rotation et celui du rou leau de compression, H + h: distance de l'axe de rotation 10 au tapis convoyeur 2, <: angle forme par les directions des deux convoyeurs 2 et 11, D: distance séparant le point de concours de la direction des faces des convoyeurs à la projection du centre de rotation du

bras 8 sur la face du convoyeur 2.

Bien entendu, cette expression de l'angle du bras 8 avec la

verticale ne correspond qu'à la configuration représentée Lorsque les 30 divers élémnents constituant l'enrouleuse sont dans des positions relatives différentes, une autre expression doit être utilisée pour base du programmée introduit dans les moyens de calcul Les expressions précdentes ne sont données qu'à titre d'illustration de la méthode utilisée.

Les conditions géo'etriques qui viennent d'être considérées 35 ne constituent qu'une série de parametres pris en caopte par les moyens de calcul Les principaux autres paramètres sont notament ceux qui dépendent de la nature du feutre enroulé: épaisseur initiale, longueur totale de la bande, masse par unité de surface, taux de compression admissible, etc Les valeurs de ces parametres peuvent être introduites directerent par l'opérateur, soit séparément, soit globalement, en se reportant à un code auquel correspond l'ensemnible des valeurs mises en

mémoire, chaque produit ayant son propre code.

La technique de conditionnement selon l'invention a fait 5 l'objet d'essais sur une ligne industrielle de production de feutres de fibres de verre.

Les feutres utilisés sont constitués de fibres produites par

une technique de centrifugation Dans cette technique, le mat Eriau en fusion est passé dans un centrifugeur portant à sa périphérie un grand 10 nombre d'orifices de petits diamètres Sous l'effet de la force centrifuge le matériau est projeté par ces orifices hors du centrifugeur sous forme de filaments Ces filaments fins sont encore étirés par des ccurants gazeux chauds longeant a grande vitesse la périphérie du centrifugeur Les fibres produites sont recueillies sur un convoyeur Dans 15 leur trajet vers le convoyeur elles sont enduites d'un liant Les fibres recueillies sont ensuite passées dans une enceinte de traitement dans laquelle le liant est polymérisé La nappe de fibres ainsi formée est découpée aux dimensions adéquates C'est cette nappe qui est enroulée de la façon décrite selon l'invention.

Dans les installations industrielles, ordinairement, plusieurs dispositifs centrifuges sont aligrnés au-dessus d'un même convoyeur. Dans les essais effectués, quatre ou cinq centrifugeurs ont

été utilisés simultanément.

Les feutres préparés au cours de ces essais sont relativement

légers; leur masse volumique varie de 6,8 kg/n P à 10,8 kg/n P Les fibres sont fines; le micronaire est soit de 2,5/5 g soit 3,1/5 g.

Les feutres contiennent 4,5 % en poids de liant.

L'épaisseur nominale, c'est-à-dire l'épaisseur garantie à 30 l'utilisateur, est pour tous ces produits de 90 rm En fait pour tenir

copte de la reprise d'épaisseur incomplète après stockage une surépaisseur est syst&matiquement prévue dans le feutre avant enroulement.

Pour les produits enroulés de façon traditionnelle cette surépaisseur est d'autant plus importante qu'elle doit pallier les défauts 35 de l'enroulement Il est nécessaire en effet de pouvoir retrouver au moins l'épaisseur nominale en tout point du feutre déroulé Pour tenir compte du fait que traditionnellement les premières spires du rouleau sont plus fortement comprimées et reprennent moins bien leur épaisseur, le feutre initial dans les techniques antérieures doit présenter une

forte surépaisseur qui peut atteindre ou dépasser 60 %.

A titre de ccnparaison, les essais ont été conduits sur les mêmes produits sur une enrouleuse selon l'invention et sur une enrouleuse de type traditionnel dans laquelle le rouleau de feutre subit la 5 réaction d'un vérin pneumatique, la pression exercée par le rouleau de compression étant d'autant plus élevée que le diamètre du rouleau de

feutre est plus grand.

Dans le tableau suivant figurent les épaisseurs mesurées après déconditionnement pour les produits A enroulés de façon tradi10 tionnelle et les produits B enroulés suivant la technique de l'invention Bien entendu dans les deux cas la longueur de la bande de feutre et le diamètre final du rouleau sont les mmes Dans ce tableau,

l'écart relatif est aussi indiqué.

Pour ces essais, les mesures d'épaisseur sont conduites en 15 suivant la norme française NF-B-20 101 Selon cette norme, l'épaisseur est mesurée sous une pression conventionnelle de 50 N/e 2 Les mesures sont faites tous les 250 mm dans le sens de la longueur, et à 175 mm

des bords dans le sens de la largeur.

Les valeurs données dans le tableau correspondent à la toyen20 ne des valeurs mesurées sur toute la longueur de la bande de feutre.

30 I I Enrouleuse A Enrouleuse B I Feutre i épaisseur mm épaisseur mm % I | I 10,8 kg/n I l micronaire 3,1/5 g 102,4 113,5 I + 10,3 I | 8,6 kg/l l I 2 micronaire 3,1/5 g | 100,5 106,7 + 6,2 i I; 9,4 kg/l I I I 3 micronaire 2,7/5 g 86,7 99,9 + 15,2 | 110,8 kg/m 3 I ii 4 micronaire 2, 7/5 g 87,6 100,9 + 15,21

Dans tous ces exemples on constate que toutes conditions ega-

les par ailleurs, l'enroulement effectué dans les conditions permet un

gain de reprise d'épaisseur substantiel.

Un effet encore plus remarquable est que l'épaisseur du produit déroulée est beaucoup plus régulière sur toute la longueur La surcompression des premières spires qui constitue un défaut relativemnient fréquent du mode d'enroulement traditionnel a notamment pratiquement disparu Cette régularité est particulièrement avantageuse dans la mesure o elle peut conduire, par exemple, à une réduction d 'épaisseur

du feutre initial ou à une corpression uniforme plus importante.

Les profils des feutres A et B pour ces quatre produits sont

représentés aux figures 4 a à 4 d.

Les valeurs reportées sur les graphiques correspondent respectivement aux moyennes déterminées sur cinq tronçons égaux répartis sur toute la longueur de la bande de feutre Les résultats s'inscrivent de gauche à droite, la partie gauche représentant l'extrémité située au

centre du rouleau et la partie droite celle située à la périçpbrie.

Sur ces figures on constate que l'uniformité du produit a été

considèrablement améliorée, la reprise d'épaisseur est dans l'ensemble légèrement croissante de la partie correspondant aux premières spires à celle correspondant aux spires finales du rouleau Ceci peut éventuellement s'expliquer par le fait que dans le programme utilisé pour ces 15 essais, la seule condition fixée est une épaisseur de spire constante.

Pour tenir ccmpte du rayon de courbure variable au fur et à mesure de l'enroulement et des différences de déformation qui en résultent, il peut être préférable de programmer 1 ' enroulement de telle nmanière que l'épaisseur des spires soit légèrement décroissante du début à la fin 20 de la formation des rouleaux.

Les moyens proposés selon l'invention ont encore ceci de remnarquable qu'ils permettent une modification très commod Le de conditions de fonctionnement Il suffit pour cela de modifier ou compléter le programme d'instructions mis en méire dans les moyens de calculs Aucune 25 intervention n'est nécessaire sur les élémeants mécaniques du dispositif.

Pour cette raison, la recherche des conditions d'enroulement

les mieux adaptées à chaque type de produit peut se faire sans difficulté.

1 X

REVMNDICATICOS

1 Procédé pour la formation de rouleaux à partir de bandes

de matériau caopressible assurant une compression uniforme sur toute la longueur de la bande, dans lequel la 'bnde de matériau est amenée en 5 continu dans un espace restreint délimité par au moins trois organes animés d'un mwouvement entraînant l'enroulement sur elle-même de la bande, la bande étant successivement en contact avec chacun des ces organes, et dans lequel la position d'un des organes dirigeant l'enraoulement varie au cours de l'opération, le déplacement étant commandé 10 suivant un programme prédétermine en fonction de la longueur de la bande enroulée de façon à imposer à chaque spire une épaisseur donnàe qui peut varier au cours de l'enroulement suivant une loi également pr&déterminée.

2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le 15 programme de déplacement fait intervenir également le paramètre épaisseur initiale de la bande à enrouler.

3 Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2,

caractérisé en ce que le déplacement est effectue selon une loi qui prévoit une épaisseur égale des spires ou une épaisseur faiblement dé20 croissante du début à la fin de l'enroulement.

4 Dispositif pour la formation de rouleaux à partir de bandes ( 1) de matériau compressible coeprenant un ensemble d'au moins trois organes ( 2, 11, 14) délimitant un espace dans lequel s'effectue l'enroulement, ces organes étant animrs de façon qu'à leur contact la 25 bande ( 1) s'enroule sur elle-ïm dans l'espace qu'ils délimitent, un des ces organes ( 14) au moins étant mobile par rapport aux autres en cours d' opration, cet organe ( 14) étant déplacé par des toyens moteurs ( 18) dirigés par l'interîr Cdiaire de toyens de cmande ( 26) par des moyens de calcul ( 23) lesquels oprent selon un programme en mnémoire et 30 des mesures transmises par des capteurs ( 22, 24) suivant le déroulement

de la formation du rouleau ( 21).

Dispositif selon la revendication 4 dans lequel l'espace dans lequel s'effectue l'enroulement est délimité par un convoyeur ( 2) sur lequel la bande ( 1) est transportte jusqu'à cet espace, un second 35 convoyeur ( 11) disposé à l'extremit' du premier et faisant un angle aigu avec le premier et un rouleau de ccmporession ( 14), le rouleau de compression ( 14) situé dans l'angle des convoyeurs constituant l'organe

se déplaçant au cours de l'opération d'enroulement.

6 Dispositif selon la revendication 5 dans lequel le rouleau de camression ( 14) est disposé sur un bras ( 8) lequel est actionné par un vérin hydraulique ( 18) alinmenté par un distributeur proportionnel et

un groupe hydraulique.

7 Dispositif selon la revendication 6 dans lequel un codeur 5 de position ( 25) solidaire du bras ( 8) portant le rouleau de coepression ( 14) transmet aux rnyens de calcul ( 23) des signaux qui sont analysés et constituent un des paranmètres entrant dans l'élaboration des

consignes déterminant le fonctionnement des moyens moteurs ( 18).

8 Dispositif selon l'une des revendications 4 à 7 dans le10 quel la longueur de feutre déjà enroulé est déterminée par des mtoyens

de détection ( 22) permettant de fixer le début de l'introduction de la bande dans l'espace dans lequel s'effectue l'enroulement, moyens couplés avec, d'une part des moyens de mesure du tesmps, et d'autre part

des moyens de mesure de la vitesse d'acheminement ( 24) de la bande.

9 Procédé pour la formation de rouleaux comprenant la mise

en oeuvre d'un dispositif selon l'une des revendications 5 à 7 dans lequel la disposition des convoyeurs 2 et 11, celle du bras 8 et du rouleau de compression 14 est celle représentée à la figure 3, le déplacement angulaire du bras 8 au cours de la formation du rouleau étant 20 programmé pour que l'angle A du bras 8 avec la verticale satisfasse à

la relation: A = arc cos l (L 2-+r 2 +a 2 +b 2-R 2) / 2 (L 2 +r 2) (a 2 + b 2) + arc tg b/a + les symbles utilisés étant respectivement: R: rayon du rouleau déjà form S, r: rayon du rouleau de compression 14, L: longueur du bras 8 entre l'axe de rotation et celui du rouleau 14, -a: + h R, -b: R cotg d /2 D, : arc tg r/L, H + h: distance de l'axe de rotation 10 au tapis convoyeur 2, : angle formn par les directions des deux convoyeurs 2 et 11, D: distance séparant le point de concours de la direction des

faces des convoyeurs à la projection du centre de rotation du 35 bras 8 sur la face du convoyeur 2.