Brevet FR2488628A1 — publié le 19820219

Dispositif de réglage fin de la lèvre d'une caisse d'arri- vée d'une machine à papier. La présente invention concerne un dispositif de réglage fin de la position d'une pièce mobile par rapport à un support, et plus précisément un dispositif de réglage fin de la position d'une lèvre de la caisse d'arrivée d'une machine à papier ou à carton.Elle concerne aussi un procé- dé de réglage d'une propriété d'un matériau fabriqué en continu sur une machine, par exemple du papier ou du carton par réglage fin de la position d'une pièce mobile. La description qui suit concerne le réglage fin de la position de la lèvre d'une caisse d'arrivée ou de tête d'une machine à papier ou en carton,mais il faut noter qu'elle a d'autres applications telles que le régla- ge de la lame de raclage utilisée dans une coucheuse à lame. La caisse d'arrivée d'une machine à papier trans- forme l'écoulement de la suspension fibreuse, formant la pâte à papier, d'une veine cylindrique en une lame corres- pondant à la largeur de formation de la feuille. Cette caisse d'arrivée se présente comme un réservoir de forme variable dont la face antérieure est percée vers le bas d'une fente munie de lèvres entre lesquelles la pâte li- quide est projetée sur une table de fabrication. La fonc- tion de la caisse d'arrivée est d'assurer un débit constant et régulier de la suspension fibreuse sur toute la largeur de la machine qui peut atteindre 9 m dans le cas d'instal- lation moderne. La lame de suspension fibreuse, contenant aussi des charges minérales, est chassée sous une pression com- prise entre 0,03 et 2 bars entre les lèvres,dans les ma- chines rapides modernes.La régularité de la vitesse de sor- tie de la lame de suspension fibreuse et de-l'épaisseur conditionne,avec la régularité de la concentration,celle du poids par unité de surface du produit fabriqué.Dans les ma- chines à papier modernes,l'écoulement se fait entre deux lèvres métalliques dont l'une est fixe et l'autre est mobile dans son ensemble afin qu'elle règle l'épaisseur.En outre,la lèvre supérieure est déformable dans sa longueur sous l'ac- tion de tiges commandées par des vérins manuels à vis. Une caisse d'arrivée de machine moderne comporte plusieurs di- zaines de tels vérins manuels. La correction de l'épaisseur de la lame de sus- pension fibreuse au passage de la lèvre en fonction des variations de poids par unité de surface du produit obtenu en fin de machine est peu commode à l'aide de tels vérins manuels dont le réglage est délicat et qui ne donnent de bons résultats que par tâtonnement. Pour remédier à cet inconvénient, on a construit des caisses d'arrivée dans lesquelles les vérins manuels de réglage sont commandés chacun par un ensemble motoréduc- teur lui-même commandé en fonction de mesures de masse en continu, par l'intermédiaire d'ordinateurs qui reçoi- vent le résultat des mesures de masse et calculent les cor- rections à apporter par action sur des éléments de machines et notamment sur la lèvre mobile. Ces systèmes de commande par motoréducteur ne donnent pas suffisamment satisfaction.. En effet, il existe toujours des jeux mécaniques relativement importants et la précision du réglage n'est pas très grande. L'inconvénient le plus important est cependant le coût très important de ces mécanismes puisque la caisse d'arrivée d'une machine moderne peut en comporter jusqu'à 60 et plus. Compte tenu de la disponibilité actuelle d'appa- reils de mesures de masse en continu et du raccordement de ces appareils à des ordinateurs qui permettent la connais- sance et le calcul des corrections nécessaires, il est très souhaitable que des dispositifs simpleset peu coûteux permettent le réglage fin, en continu, des différentes ti- ges de positionnement de la lèvre mobile d'une caisse d'ar- rivée de machine à papier. L'invention concerne un tel dispositif ayant un organe de positionnement monté entre le bâti de la machine et la lèvre, et un dispositif de chauffage de l'organe de positionnement afin que la longueur de celui-ci varie et assure le maintien de la lèvre dans la position voulue. Cette dernière est déterminée d'après les résultats de mesure en continu, par exemple de mesure de masse, par des ordinateurs qui permettent la commande des disposi- tifs de chauffage des nombreux organes placés le long de la caisse d'arrivée. Le dispositif de positionnement est donc un mécanisme passif, ne nécessitant aucun entretien et aucune lubrification, et ayant une fiabilité extrêmement élevée. Plus précisément, l'invention concerne un dis- positif de réglage fin de la position d'une pièce mobile par rapport à un support, dans une direction déterminée; ce dispositif de réglage fin comprend: - un organe de positionnement coopérant en un premier point avec le support et en un second avec la pièce mobile, - un dispositif de chauffage d'une partie au moins de l'organe de positionnement comprise entre les deux points de coopération, et - un organe de commande du dispositif de chauf- fage en fonction de la position voulue pour la pièce mobile par rapport au support. - Ce dispositif de réglage fin peut avantageusement être associé à un dispositif de réglage grossier, par exem- ple un vérin manuel-à vis, destiné à modifier la distance comprise entre les deux points de coopération. Il est avantageux que l'organe de positionnement comporte au moins une partie de montage et une partie ther- modilatable destinée à être chauffée. Dans un mode de réa- lisation, seule la partie thermodilatable s'échauffe et la partie de montage est refroidie, par exemple par convection ou circulation d'un fluide de refroidissement. L'organe de positionnement peut avantageusement comporter un élément de transmission de force destiné à provoquer le déplacement de la pièce mobile dans la direc- tion déterminée alors que la partie thermodilatable s'al- longe et se raccourcit dans une autre direction. En outre, dans un mode de réalisation particu- lier, le dispositif comporte un élément multiplicateur qui provoque un déplacement de la pièce mobile sensiblement égal à un multiple de la variation de longueur de la partie thermodilatable. Le dispositif de chauffage peut être par exemple un élément chauffant par effet Joule, par exemple une résis- tance bobinée,, placé en contact thermique avec l'organe de positionnement, un dispositif de chauffage direct de l'organe de positionnement par circulation d'un courant électrique dans celui-ci, un dispositif de chauffage à la flamme ou un dispositif de chauffage par contact avec un fluide caloporteur. Il est particulièrement avantageux que le support soit une partie du bâti d'une caisse d'arrivée d'une ma- chine à papier, et que la pièce mobile soit une lèvre de réglage de l'épaisseur de la lame de suspension fibreuse destinée à former un papier. L'invention concerne aussi un procédé de réglage d'une propriété- d'un matériau fabriqué en continu sur une machine, celle-ci comportant une pièce mobile par rapport à un support, la pièce mobile étant montée à un premier emplacement sur un organe de positionnement qui est lui- même monté sur le support à un second emplacement, la posi- tion de la pièce mobile par rapport au support influant sur ladite propriété du matériau fabriqué en continu; ce procédé comprend - la mesure directe ou indirecte de ladite pro- priété du matériau et la formation d'un signal représenta- tif de cette mesure, - la comparaison du signal de mesure à un signal de référence et la formation d'un signal de comparaison, et - en fonction du signal de comparaison, le réglage du chauffage d'une partie au moins de l'organe de position- nement, entre ses deux emplacements de coopération avec la pièce mobile et avec le support. - Il est avantageux que le signal de référence puisse prendre une valeur quelconque comprise dans une plage déterminée, afin que le chauffage ne soit modifié que pour une variation minimale de la propriété du maté- riau. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une coupe schématique d'une partie d'une caisse d'arrivée de machine à papier, repré- sentant un dispositif de positionnement de la lèvre mobile de la caisse, selon l'invention; la figure 2 est une coupe détaillée agrandie d'une partie du dispositif de la figure 1 la figure 3 est analogue à la figure 1 mais représente une variantede dispositif de positionnement se- lon l'invention; et la figure 4 est un schéma illustrant la mise en oeuvre de l'invention pour le réglage fin d'une lame d'une coucheuse. Les figures 1 et 2 représen*tent un exemple de dispositif de positionnement selon l'invention. La figure 1 représente le montage du dispositif de positionnement dans une caisse d'arrivée de type connu et dont une partie seule- ment est représentée, cette caisse ayant un bâti 10. La lame de suspension fibreuse formée par la caisse passe en- tre une lèvre fixe 12, sensiblement horizontale, et une lèvre mobile 14. La lèvre est formée sur le cylindre 16 de tête de la table de fabrication comportant une toile métal- lique 18 soutenue par un support 20 juste après le cylindre 16. L'extrémité de la lame mobile 14 qui est la plus proche de la table de fabrication est fixée à un tube 22 par une articulation 24. Le tube 22 passe dans des orifices 26 et 28 d'organesdu bâti 10 de la caisse. L'autre extrémité du tube 22 est fixée à un vérin à vis 30 commandé à la main par un bouton moleté 32. La partie fixe du vérin est montée sur un tube 34 de support fixé au bâti. Ce tube 34 est percé de petits orifices 36 à sa partie supérieure. Le dispositif de positionnement selon l'invention comprend le tube 22, le vérin à vis 30 et le tube 34. La figure 2-représente plus en détail la partie supérieure du tube 22. L'intérieur du tube contient un élé- ment électrique chauffant 38 ayant des fils 40 de raccorde- ment qui passent par un orifice 42 de la paroi du tube 22. Un garnissage 44 d'une poudre d'une matière ayant une bonne conductibilité thermique maintient avantageusement l'élé- ment chauffant 38 dans le tube 22. Dans un exemple de réa- lisation, la longueur de la résistance 38 introduite dans le tube 22 est de 1 m. Le tube 22 est lui-même formé de laiton et, lorsque la résistance dont la puissance est égale à 70 W et qui est alimentée à une tension de 20 V, fonctionne au maximum de sa puissance, le tube atteint une température maximale de 900C. Dans ces conditions, la va- riation de longueur du tube 22 entre ses deux températures extrêmes est de l'ordre de 1,2 mm. Comme l'épaisseur de la lame de suspension fibreuse formée sur la table de fabri- cation est en général comprise entre 5 et 40 mm, cette plage de réglage est tout à fait satisfaisante pour la correction des variations observées en cours de fabrica- tion, lorsque le réglagegrossier a été effectué manuelle- ment sous la commande des vérins à vis 30. Dans une caisse d'arrivée d'une machine moderne, une soixantaine de dispositifs de positionnement du type représenté sur la figure 1 peuvent être commandés simulta- nément en fonction des ordres transmis par un ordinateur. La commande des éléments chauffants des diffé- rents dispositifs de positionnement peut être réalisée sui- vant les nombreuses techniques connues, par exemple par variation de la tension appliquées,par variation de la durée d'application d'une tension fixe, par variation de la fré- quence d'impulsions appliquées ou par tout autre procédé ou combinaison de procédés de contrôle bien connus des hommes du métier. Dans le mode de réalisation de la figure 1, il est évidemment souhaitable que seul le tube 22 s'échauffe et que le tube 34 reste à température ambiante. Comme la chaleur dégagée dans le tube 22 doit être évacuée, les trous 36 formés à la partie supérieure du tube 34 permet- tent la circulation d'un courant d'air passant par le bâti et remontant dans le tube 34 remplissant uniquement une fonction de support. Etant donné l'inertie relativement grande du tube 22 lorsqu'il est chauffé, il faut plusieurs minutes pour qu'une perturbation soit effectivement corrigée. Compte tenu des vitesses de mesure de la masse en continu sur les machines à papier, une telle constante de temps est tout à fait satisfaisante. Si elle apparaissait cependant trop grande dans certaines applications, elle pourrait être réduite par utilisation d'un chauffage plus puissant du tube 22 et d'un refroidissement forcé du tube 22. Par exemple, celui-ci peut porter des ailettes qui accroissent son refroidissement. Dans une variante, le tube 22 peut être sous forme d'une double enveloppe dans laquelle cir- cule un liquide de refroidissement, par exemple de l'eau. Lors de la mise en route d'une machine à papier ayant une caisse d'arrivée munie des dispositifs de posi- tionnement selon l'invention, la lèvre mobile est initiale- ment réglée à l'aide des vérins à vis 30 de manière qu'elle soit parallèle à la lèvre fixe. La machine à papier est alors mise en production. Suivant le résultat de la mesure du poids au mètre carré, effectuée en continu en fin de ma- chine, un profil de feuille est établi. Les dispositifs de positionnement étant initialement froids, les parties de la feuille qui sont trop lourdes peuvent être corrigées par chauffage des dispositifs de positionnement qui correspon- dent à ces points forts, afin qu'ils se dilatent. La figure 3 est analogue à la figure 1 et repré- sente une variante de dispositif de positionnement selon l'invention. Dans cette variante,-la longueur du dispositif de positionnement est plus faible que celle du disposi- tif de la figure 1. Sur la figure 3, les références iden- tiques à celles de la figure 1 désignent des éléments ana- loques. Ainsi, le bâti 10 d'une caisse d'arrivée ayant une lèvre fixe 12 et une lèvre mobile 14, formant une lame de suspension fibreuse sur le cylindre 16 de tête d'une table de fabrication, supporte un dispositif de position- nement qui comporte un tube 46, analogue au tube 22 mais nettement plus court, un vérin à vis 48 qui peut être identique au vérin 30 du mode de réalisation de la figure 1, et un tube de support 50 analogue au tube 34. Dans le mode de réalisation de la figure 3, les changements de longueur du tube ne sont pas transmis directement à la lame mobile 14 mais par l'intermédiaire d'une bielle 54. Celle-ci est articulée en 52 à l'extré- mité du tube 46. Une extrémité de la bielle est articulée en 56 sur le bâti 10 alors que l'autre extrémité est articulée en 58 sur une tige 60 qui est elle-même articulée en 62 sur la lèvre mobile 14. Comme l'indique la figure 3, la distance comprise entre l'articulation 52 du tube thermo- dilatable 46 et l'articulation 56 sur le bâti 10 est bien inférieure à la distance séparant l'articulation 58 de la tige 60 qui commande le déplacement de la lèvre 14 à l'arti- culation 56. De cette manière, le déplacement de la tige 46 est amplifié par la bielle 54. Comme la force qui doit être appliquée à la lèvre mobile 14 par un dispositif de positionnement est au maximum de l'ordre de 200 N, la force appliquée par le tube 46 à l'articulation 52 est seulement de l'ordre de 600 N, lorsque le rapport de multiplication est égal à trois. Une telle force peut être facilement ap- pliquée par un tube de faible diamètre et de faible épais- seur de paroi. L'avantage essentiel du mode de réalisation de la figure 3 par rapport à celui de la figure lestune réduc- tion importante de la longueur-totale du dispositif de po- sitionnement. Cependant, ce mode de réalisation présente l'inconvénient d'introduire des éléments mobiles qui ne peuvent que réduire la fiabilité des dispositifs, bien :5 qu'il s'agisse de mécanismes très simples et très robustes. La figure 4 représente un autre exemple d'appli- cation de l'invention. Il s'agit d'un schéma très sim- ple d'une coucheuse à lame. Un papier 64 est entraîné sur un cylindre 68 et un rouleau enducteur 66 applique une couche superficielle d'une dispersion aqueuse contenant par exemple essentiellement des particules de kaolin et un adhésif convenable. Une lame 70 est appliquée contre le papier 64 porté par le cylindre 66 et la régularité de la couche formée nécessite l'application d'une certaine force à la lame 70. Les dispositifs de positionnement conviennent parfaitement à cet effet, étant donné leur plage de réglage. On a représenté schématiquement, sur la figure 4, l'extrémi- té d'un tube 72 d'un dispositif de positionnement qui peut être d'un type analogue à ceux qui sont représentés sur les figures 1 et 3. Une articulation 74 transmet la force appliquée par le tube 72 à la lame 70. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation particulier décrits. Ainsi, bien qu'on ait considéré une machine à papier de type horizontal, l'invention s'applique aussi bien au réglage de la lèvre mobile des machines verticales. En outre, on a décrit le dispositif de réglage fin selon l'invention sous une forme associée à un dispositif de réglage grossier, formé par un vérin à vis 30 ou 48. Il faut noter que l'invention convient aussi aux caisses modernes dont chaque tige est commandée par un groupe motoréducteur. Dans ce cas, le groupe motoréducteur n'assure qu'un réglage grossier et le chauffage des dispositifs de positionnement selon l'in- vention assure le réglage fin. Il faut surtout noter que les dispositifs de réglage fin selon l'invention sont très fiables étant donné leur caractère essentiellement passif, ne nécessitent pas d'entretien, ne nécessitent pas de lubrification, et sont -particulièrement peu coûteux. La technologie nécessaire à la mise en oeuvre de l'invention est en outre connue des hommes du métier depuis plusieurs dizaines d'années. REVENDICATIONS 1. Dispositif de réglage fin de la position d'une pièce mobile par rapport à un support, dans une direction déterminée, ledit dispositif de réglage étant caractérisé en ce qu'il comprend: - un organe de positionnement (22, 34) coopérant en un premier point avec le support (10) eten unsecond point (24) avec la pièce mobile (14), - un dispositif (38) de chauffage d'une partie (22) au moins de l'organe de positionnement comprise entre les deux points de coopération, et - un organe de commande du dispositif (38) de chauffage en fonction de la position voulue pour la pièce mobile par rapport au support (10). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un dispositif (30) de réglage grossier, par exemple un vérin manuel à vis, destiné à modifier la distance comprise entre les deux points de coopération. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'organe de positionnement (22, 34) comporte au moins une partie de montage (34) et une partie thermodilatable (22) destinée à être chauffée. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la partie de montage (34) est refroidie, notamment par convection ou circulation d'un fluide de refroidissement. 5. Dispositif selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que l'organe de positionnement comporte en outre un élément de transmission de force destiné à provoquer le déplacement de la pièce mobile dans ladite direction déterminée alors que la partie thermodilatable s'allonge et se raccourcit dans une autre direction. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions 2 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un élément multiplicateur (54) qui provoque un déplacement de la pièce mobile (14) sensiblement égal à un multiple de la variation de longueur de la partie thermodilatable (46). 7. Dispositif selon l'une quelconque des ievendica- tions précédentes, caractérisé en ce que le dispositif (38) de chauffage est compris dans le groupe qui comprend au moins un élément chauffant par effet Joule, placé en con- tact thermique avec l'organe de positionnement, un dispo- sitif de chauffage direct par effet Joule de l'organe de positionnement par circulation d'un courant électrique dans celui-ci, un dispositif de chauffage à la flamme et un dispositif de chauffage par contact avec un fluide caloporteur. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce que le support (10) est une partie d'une caisse d'arrivée d'une machine à pa- pier, et la pièce mobile (14) est une lèvre de réglage de l'épaisseur de la lame de suspension fibreuse destinée à former un papier. 9. Procédé de réglage d'une propriété d'un matériau fabriqué en continu sur une machine, celle-ci étant d'un type qui comporte une pièce mobile par rapport à un support, cette pièce mobile étant monté à un premier emplacement sur un organe de positionnement qui est lui-même monté sur le support à un second emplacement, la position de la pièce mobile par rapport au support influant sur ladite propriété du matériau fabriqué en continu, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend: - la mesure directe ou indirecte de ladite pro- priété du matériau et la formation d'un signal représentatif de cette mesure, - la comparaison du signal de mesure à un signal M de référence et la formation d'un signal de comparaison, et - en fonction du signal de comparaison, le ré- glage du chauffage d'une partie au moins de l'organe de positionnemerit, entre ses deux emplacements de coopération avec la pièce mobile et avec le support. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que le signal de référence a une valeur quelconque com- prise dans une plage déterminée.