Brevet FR2487315A1 — publié le 19820129

La présente invention concerne une machine à enrouler du ruban autour d'un article, afin d'en- velopper ou recouvrir celui-ci ayant une botte de vitesse cinématiquement reliée à une commande de traction et d'enroulement et une tête d'enroulement du ruban. La machine à enrouler du ruban est un appareil pour envelopper ou recouvrir un article tel qu'un cible, un fil, un tuyau, dans un but d'isola- tion ou de lutte contre la corrosion. Le sens de l'enveloppement est variable, c'est-à-dire que les têtes d'enroulement de ruban de machines à enrouler du ruban disposées successivement dans la chaîne de production tournent en sens opposés4 Toutefois, il est essentiel que le -pas d'enroulement du ruban soit le même dans les deux sens de rotation. On connaît déjà des appareils de ce genre. La vitesse requise y est établie avec une commande de vitesse à engrenage, ou avec une commande de vitesse sans palier, tandis que la direction de rotation est établie avec un système de renversement de marche baladeur, Ainsi, les têtes d'enroulement de ruban de la machine à enrouler du ruban tournent à la même vitesse dans les deux sens de rotation. Cette solution permet de manipuler et de choisir facilement la vitesse lorsque le produit à envelopper ne tourne pas autour de son propre axe. Lorsque les têtes d'enroulement de ruban tournent dans les deux sens, on peut s'arranger pour avoir un pas identique du ruban enroulé, car la vitesse relative entre le câble et la tête d'enroulement du ruban est la même dans les deux cas, Lorsque l'on change le sens de rotation, seules les roues baladeuses doivent être changées, et le rapport de transmission n'a pas besoin d'être modifié. Cependant, les développements techniques intervenus en liaison avec les produits à envelopper ont abouti à ce oue depuis peu de temps les produits tournent même autour de leur propre axe au cours de l'enroulement. Dans ce cas, 'établissement de la vitesse est très difficile avec les machines enrou- leuses traditionnelles, car les têtes d'enroulement tournent dans des sens opposés, tandis que le sens de rotation du produit reste le même. Ainsi, dans un cas, la vitesse du c9ble s&ajoute à la Vitesse de la tCte d enroulement tandis qu'elle s'y retranche dans l'u.tre cas. L'.ob. Dect es-t davoir la mêwe vtesse +at-..ntre le câble et la tfts dans les deux sens de ?ctation car on assure ainsi la constance du paso Ce!a saignifZe qu'à chaque changement du sens de rotation de la t'^te d:enrouleletnt le rapport de ransmission doit ga!emfent iCtre changé car il ne suffit ras de changer les ro.es baladeuses. L ur' o b-teQ de vitesse a roues suscetibels d're changés ne pni en as iss i on veut a-oir le m'ê- pas de ruban dans les devî sns de rotatione cec ne rou.anrt tre- rSéalisé qu'avec une commande de vitesse sans palier. iL'invention vise à suppriwmer ces difficul- tés et à élaborer une machine pour enrouler les rubans du type précité, dans lanuelle le changement de vitesse peut s'effectuer sans aucune difficulté. Ainsi, l'objectif de l'invention est la mise au point d'une machine à enrouler les rubans, équipée d'une tête d'enroulement, qui maintienne une vitesse constante par rapport au produit quel que soit le sens de rotation. L'invention se fonde sur la constatation selon laquelle l'objectif fixé est atteint de façon simple lorsqu'on utilise un engrenage planétaire dans la machine à enrouler les rubans. L'invention tient au fait que l'engrenage planétaire est disposé entre la transmission par engrenage et la tête d'enroulement de la machine à enrouler les rubans de manière que la couronne de l'engrenage planétaire soit reliée à la tête d'enrou- lement, la cage à la botte de vitesses et le pignon planétaire à l'unité de changement de vitesse. Cette disposition - en dépit de sa simplicité relative - permet d'avoir une vitesse relative constante entre la tête d'enroulement et le produit, et ainsi le pas de ruban déposé sur le produit sera le même dans les deux sens de rotation. De cette manière -comme on le voit- l'objectif fixé est atteint. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et en regard des dessins annexés o la machine à enrouler les rubans selon l'invention est illustrée à titre d'e- xemple dans une chaîne de production de torsion de câble et d'enroulement de ruban, et qui représentent: Figure 1, une vue latérale schématique de la chaîne de production de torsion de câble et d'enroulement de ruban; * Figure 2, un schéma de guidage du ruban de la machine à enrouler les rubans selon l'invention, lorsque le sens de rotation du produit et de la tête d'enroulement sont opposés; Figure 3, un schéma de guidage de ruban lorsque le sens de rotation du produit est le même que celui de la tête d'enroulement; Figure 4, un schéma de fonctionnement de la machine à enrouler les rubans selon l'invention selon un premier mode de réalisation; Figure 5, un schéma de fonctionnement de la machine à enrouler les rubans selon l'invention selon un second mode de réalisation; Figure 6, un schéma montrant la vitesse et le nombre de tours de l'engrenage planétaire dans les modes de réalisation selon les Figures 4 et 5. La Figure 1 illustre une chaîne de produc- tion de torsion de cAble et d'enroulement de ruban à titre d'exemple. Des éléments destinés à être torsa- dés sortent des tambours d'amenée 1 et traversent des dispositifs distributeurs 2 vers une jauge de torsion 3. A partir de là, le cAble tourne autour de son propre axe. On fait ensuite passer le cAble tour- nant dans une machine à enrouler les rubans 4 selon l'invention. Ce câble passe à travers un arbre creux principal en direction d'une tête d'enroulement du ruban 5 au niveau de laquelle le ruban est enroulé sur le câble. La Figure 1 montre une seconde machine à enrouler les rubans 4 après la première, et dont la tête d'enroulement 5 tourne en sens contraire de celle de la première machine à enrouler les rubans. A partir de là, le cAble passe sur une poulie tour- nante 6. Enfin, le câble est guidé à travers une botte de vitesse 7 et à l'aide d'un dispositif d'en- roulement tournant 8 il est recueilli sur un tambour de dégagement 9. Les dispositifs tournants sont entraînés par le moteur-de l'engrenage de commande principal 11 et l'entraînement en rotation s'effectue grâce à un arbre de transmission 10. Ainsi, comme on le voit sur la Figure 1, les têtes d'enroulement 5 des deux machines, à enrou- ler les rubans 4 tournent en sens contraire l'une de l'autre. Les Figures 2 et 3 montrent le schéma de guidage du ruban dans chacun des deux sens de rota- tion. Dans la Figure 2, la flèche référencée n. indique le sens de rotation de la tête d'enroulement, et la flèche référencée nk, le sens de rotation du câble, les deux sens de rotation sont dans ce cas opposés. Le ruban passe d'un rouleau 21 sur des rouleaux de guidage 22 de position constante, par l'intermédiaire d'un rouleau 23 de levier de commande de frein auto-réglable, puis par l'intermédiaire d'une broche de guidage 24 Darallèle au câble 25, vers le câble 25. Selon le mode de réalisation de la Figure 3, la flèche référencée nf, qui indique le sens de rotation de la tête d'enroulement et la flè- che référencée nk qui indique le sens de rotation du câble ont le même sens. Les schémas illustrent clairement les différences de disposition venant du sens de rotation et le sens différent du pas de l'enroulement. En outre, le schéma montre clairement que la vitesse d'enroulement du ruban dépend de la vitesse relative de la tête par rapport au câble vitesse relative déterminée par la relation nrel = nf - nk dans laquelle: nrel représente ladite vites- se relative, nf représente la vitesse de rotation de la tête d'enroulement et nk, la vitesse de rotation du cêble. La valeur du pas de ruban h mesurée en mm est déterminée par la relation suivante dans laquellb la vitesse de déplacement linéaire v du câble est mesurée en mètres par minute et dans laquelle la vitesse relative nrel est mesurée en nombre de tours par minute: 1000 v h = nrel La Figure 4 montre le schéma de fonction- nement de la machine à enrouler les rubans 4 selon l'invention lorsque la vitesse est fixée avec une roue interchangeable. La rotation du moteur d'engre- nage de commande principale 11 est transmise à chaque machine à enrouler les rubans 4 à l'aide de l'arbre de transmission 10, ainsi la rotation est transmise du dispositif d'entraînement z1 fixé sur l'arbre I par l'intermédiaire du dispositif d'entraînement z2 à l'arbre Il, qui est relié d'une part à l'unité de changement de vitesse constituée des dispositifs de transmission z5, z6, z7, Z8 et qui est relié d'autre part - dans cet exemple - aux roues z3 et z4 cou- plées par la courroie à nervures 26. Le dispositif d'entraînement z2 et la roue z3 ainsi qu'une des roues interchangeables sont fixés à l'arbre II, tandis que le mécanisme de renversement de marche Z5 peut se déplacer sur l'arbre III. Le mécanisme de transmission z6 est fixé sur l'arbre IIIa, tandis que Z8 et z9 sont fixés sur l'arbre IV. La disposi- tion spatiale des arbres III, IIIa et IV est telle que l'on peut relier le dispositif de transmission Z5 dans un cas au dispositif de transmission z6 (comme on le voit dans la Figure 4) et dans l'autre cas au dispositif de transmission z8 (dans une posi- tion représentée en pointillés). Ceci nermet d'inver- ser le sens de rotation. La roue z4 est fixée à l'arbre V de la machine à enrouler les rubans, sur lequel la cage K de l'engrenage planétaire est également fixée. Le pignon planétaire z12 est encastré dans la cage de manière à pouvoir tourner, et relié d'une part au pignon planétaire z11 encastré de manière à pouvoir tourner sur l'arbre V, et d'autre part avec la couronne z13. Le pignon planétaire z11 est relié par l'intermédiaire du dispositif de transmission zl0 et par l'intermédiaire du dispositif de transmission z9 fixé à l'arbre IV au mécanisme de renversement de marche et à l'unité de changement de vitesse, ainsi qu'à la couronne z13. La couronne z13 est reliée au dispositif de transmission z15 fixé à l'arbre tubu- laire VI de la machine à enrouler les rubans 4 par l'intermédiaire de la roue 14. Dans le mode de réalisation montré dans la Figure 5, l'unité de changement de vitesse est à variation continue sans palier. Un variateur fixé aux arbres II et III est inséré, remplaçant les roues interchangeables fixées aux mêmes arbres et décrites en regard de la Figure 4. La liaison avec les autres dispositifs de transmission est la même que dans la Figure 4. Au cours du fonctionnement de la machine à enrouler les rubans, la vitesse constante par rap- port à la vitesse du càble est transmise à la cage A de l'engrenage planétaire en reliant les roues z3 et Z4 avec la courroie 26. Le sens de rotation pro- venant du moteur d'engrenage de commande principale 11 est également constant. On fixe ensuite la vitesse d'enroulement requise soit en choisissant de façon appropriée les roues interchangeables fixées aux arbres II et III (selon le mode de réa- lisation de la Figure 4) soit en fixant le variateur de la manière requise, transmettant cette vitesse au pignon planétaire z11 de l'engrenage planétaire (selon le mao de réalisation de la Figure 5). On peut faire varier le sens de cette rotation à l'aide de la roue baladeuse z. du mécanisme de renversement de marche. En transmettant cette rotation de sens variable au pignon planétaire z11 de l'engrenage planétaire, et en transmettant la vitesse en rapport avec la rotation du câble par rapport à la cage A de l'engrenage planétaire, on s'assure qu'une vitesse relative constante soit reçue de la couronne z13 de l'engrenage planétaire. Cela signifie que la vitesse nrel de la tête d'enroulement 5 par raDport au câble est constante, quel que soit le sens de rotation. Pour mieux comprendre ce qui précède, on peut dire que l'engrenage planétaire a deux "entrées" et une "sortie". Sur l'une des "entrées" (cage K), on applique la vitesse proportionnelle à la vitesse de rotation du câble, et sur l'autre pignon plané- taire z11, on applique la vitesse proportionnelle à la vitesse requise de la tête d'enroulement 5, tandis que sur la "sortie" (couronne z13) on peut recevoir la vitesse proportionnelle à la vitesse relative de la tête par rapport au câble. Ceci est illustré dans la Figure 6 par un schéma représentatif de la vitesse et du nombre de tours de l'engrenage planétaire. Pour assurer une meilleure compréhension, la réalisation de la machinî à enrouler les rubans est analysée sous forme d'un exemple de calcul concret. Le détail A de la Figure 6 montre le cas o le câble et la tête d'enroulement 5 tournent dans le même sens, le détail B le cas o les sens de rotation sont opposés. Les relations appliquées sont les sui- vantes: tgc K)K tga.11 = w tga il =w y 3il tgcx 13 = LO 13 u)114 Cas A '13 + WK 3 3 nll 4 :1+ - nK n13 3 3 @11i 4 Cas B w =13 + - K 3 3 nil 4 13 + - nK 3 Lorsque le câble tourne à une vitesse maximum nKmax = 150 tours par minute, la vitesse maximum de l'arbre de transmission 10 tournant en proportion avec lui est ntmax = 500 tours par minu- te. L'objectif est d'avoir une vitesse relative maximum de la tete d'enroulement de ruban 5 par rapport au câble qui soit nrel max = 600 tours par minute. Sur la base de la chaîne cinématique du mode de réalisation selon la Figure 5, on peut y parvenir avec le nombre de dents suivant: z1 = 27 Z2 = 50 z3 = 20 z4 = 48 z5 = 83 z6 = 37 z7 = 27 z8 = 27 z9 = 54 z10 =72 Zii 30 Il - 3 Z12 = 30 Z13 90 z14 = 80 Z15 8 Possibilité de réglage du mécanisme de changement de vitesse Sz = 6. La vitesse nK de la cage K de l'engrenage planétaire et la vitesse n11 du pignon planétaire Z11 se présentent dans des relations à partir des- quelles on peut calculer la vitesse n13 de la couron- ne à denture interne z13 qui - en fait - est iden- tique à n14 et - comme le rapport de dents z14/z15 = 1:1 - est même identique à la vitesse nf de la tête d'enroulement. Z1 z3 27 20 nK max =nt -- = 500 - 112,5 tr/min. z2 z4 - 50 48 Zl z z9 zI Z5 29 27 83 64 n11 maxn-t- - = 500 - m2V 2z7 z10 50v 27 72 83 64 83 64 - 500 -- = 500 x 2,458 - - = 1.800 tr/min. 72 50 72 Dans le cas de sens de rotation opposés: n11 max 4 nf max n13 max + nK max 3 3 max 1800 4 = - - + - 112,5 = - 600 + 150 = 450 tr/min 3 3 1l Dans le cas d'une rotation dans un seul sens: n11 max 4 nf max = n13 max 3 + ± nKmax 3 3 ma 1800 4 - + + - 112,5 = + 600 + 150 = + 750 tr/min 3 3 La vitesse relative maximum nrel max - 600 tours par minute, et on vérifie ainsi que la vitesse relative ne varie pas lorsque le sens s'in- verse, et le problème peut être résolu avec une den- ture facile à obtenir. Cette nouvelle machine à enrouler les rubans a été conçue pour la machine à enrouler les cables à distance à haute fréquence DSUT-7x63, dont le symbole est DKP-2x50x6,5. Comme il apparaît clairement à l'homme du métier, la disposition technique selon l'invention donne la solution du problème complexe posé. A la suite de l'invention, la machine à enrouler les rubans est facile à manipuler, et on peut l'intro- duire dans les chaînes de production de torsion de câble et d'enroulement de ruban existantes sans transformation spéciale. R E V E N D I C A T I O N Machine à enrouler les rubans afin de recouvrir un article, ayant une botte de vitesse reliée cinématiquement à une commande de traction et d'enroulement, ainsi qu'une unité de changement de vitesse, un dispositif d'entraînement et une tête d'enroulement de ruban, caractérisée en ce qu'il comporte un engrenage planétaire inséré entre le dispositif d'entraînement et la tête d'enroulement de ruban (5) de manière que sa couronne soit reliée à la tête d'enroulement de ruban (5), sa cage avec la botte de vitesse (7) et son pignon planétaire avec l'unité de changement de vitesse, de façon à assurer un pas constant de ruban sur l'article, quelque soit le sens de rotation de la tête d'enroulement vis-à-vis du câble.