Brevet FR2524448A1 — publié le 19831007

la présente invention concerne un procédé de comman- de de la tension d'une matière qui est enroulée en un rouleau de papier enroulé, ce rouleau étant enroulé au moyen de deux cylindres de support, chacun d'eux étant actionné par un orga- ne d'entrafnement. Dans les opérations d'enroulement du genre ci-dessus, on désire commander avec précision les tensions mécaniques qui sont communiquées au rouleau de papier pendant qu'il est en- roulé, dans le but d'éviter des perturbations, des rides et d'autres dommages dans la feuille de papier enroulée. L'invention vise à procurer une solution aux problè- mes ci-dessus et à d'autres problèmes associés et elle est ca- ractérisée en ce qu'on mesure la vitesse des cylindres de sup- port, ou de leurs organes d'entraînement, de manière à appli- quer les signaux de vitesse à une unité de commande des orga- nes d'entraînement, pour commander ainsi la tension communi- quée au rouleau qui est enroulé, conformément à la différence de vitesse entre les cylindres de support sur lesquels repose le rouleau de papier Un tel procédé procure une commande sim- ple et efficace de l'enroulement, sans entrainer de variations abruptes de vitesse, d'à-coups, de rides dans la feuille de papier, ete, et offre la possibilité de commander avec préci- sion la tension dans le rouleau de papier enroulé. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre d'un mode de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 représente un dispositif de l'art anté- rieur; La figure 2 représente un dispositif conforme à l'invention; La figure 3 montre le rapport couple-diamètre dans l'art antérieur; et Les figures 4 et 5 montrent le rapport correspondant dans le cas de l'invention. La figure 1 montre un rouleau en cours de déroule- ment placé sur un cabestan dérouleur 1 qui est actionné par un moteur à courant continu à excitation indépendante, 2 Le circuit de rotor est alimenté par un convertisseur à thyris- tors 3 et le circuit d'excitation par un convertisseur à thy- ristor ou à diode 4 L'unité de commande 5 pour ce dispositif dérouleur a pour fonction de communiquer un effort de traction F constant à la feuille de papier en continu 31, indépendam- ment du diamètre du rouleau (Dl)#de la vitesse de la matière (v), de l'accélération et de la décélération L'unité de com- mande 5 pour le déroulement comprend également des circuits destinées à faire fonctionner séparément (commande de vitesse) le cabestan dérouleur 1 les paramètres D, F, etc, peuvent 4 tre fixés dans le dispositif de commande 6. La feuille de papier 31 passe sur un cylindre de déviation 32, associé à un dispositif 33 destiné à mesurer la force de traction, et le signal F correspondant à la valeur mesurée est appliqué à l'unité de commande 5, en boucle fermée. le moteur 2 est soumis à une régulation de vitesse. Après le cylindre de déviation, la feuille de papier passe autour d'un cylindre de support et de commande de vites- se 7, qui est lui-m 4 me entratné par un moteur à courant conti- nu à excitation indépendante, 10 le circuit de rotor est ali- menté par un convertisseur à thyristors 12 la feuille est en- roulée sur un rouleau 9, et ce rouleau 9 est également suppor- té par un autre cylindre de support 8 qui est entraîné (moteur 11) de la m 8 me manière que le cylindre 7 le second cylindre 8 est soumis à une commande de couple pendant l'opération d'en- roulement. Un cylindre d'appui est disposé sur le rouleau 9, et ce cylindre d'appui est entra né par un moteur à courant con- tinu à excitation indépendante, 14 Les circuits d'excitation des moteurs à courant continu 10, li, 14 peuvent 9 tre alimen- tés par un convertisseur à diode. lia référence 17 désigne une unité de commande pour l'enroulement, dont la fonction est de faire en sorte que le rouleau de papier terminé 9 prenne le profil de tension (du- reté) désiré, c'est-à-dire qu'on désire définir les efforts qui sont introduits dans le rouleau 9 au moment o il est en- roulé On effectue ceci d'une manière classique par la comman- de de l'effort de traction dans la feuille, F, de la pression du cylindre d'appui, P et du rapport de couple entre le cy- lindre de support 7 (couple en 7, M 7) et le cylindre de sup- port 8 (couple en 8, M 8). Ceci est représenté, entre autres, sur la figure 3 sur laquelle I désigne le couple du moteur 10 (cylindre 7) et II désigne le couple du moteur 11 (cylindre 8) La tension est commandée par l'intermédiaire des couples des deux moteurs et 11 et, dans ce cas, le couple II (moteur 11) est plus élevé pour un diamètre de rouleau D faible et plus faible pour un diamètre élevé En présence de changements de vitesse, ce procédé classique fait souvent appara tre des problèmes qui entraînent les inconvénients mentionnés ci-dessus. Un système de référence central 19 (figure 1) four- nit une valeur de référence pour la vitesse désirée de la feuille de papier, et le changement de la vitesse s'effectue normalement au moyen d'un dispositif à rampe 34 Le diamètre du rouleau 9 peut être mesuré en 35 La dureté au début et à la fin de l'opération d'enroulement, ainsi que la diminution de dureté, peuvent 4 tre fixées dans l'élément 18 la référence 16 désigne un asservissement pour le cylindre d'appui 15. Le procédé conforme à l'invention et le dispositif pour mettre en oeuvre le procédé sont représentés à titre d'exemple sur la figure 2 Sur cette figure, le système d'en- trafnement des moteurs, l'unité de commande pour le déroule- ment et le système de référence central sont les m 6 mes que sur la figure 1. On utilise des générateurs d'impulsions 22 et 23 pour calculer la différence de vitesse (n 7-n 8) entre le cy- lindre de support 7 et le cylindre de support 8 On utilise cette différence pour commander les tensions (tensions de la matière ou mécaniques) qui sont incorporées dans le rouleau terminé. Ceci conduit à une commande asservie bien définie. Pendant l'accélération et la décélération, la commande de vi- tesse est améliorée par rapport à l'art antérieur; entre au- tres, le glissement est éliminé. Les signaux de vitesse provenant des générateurs 22 et 23 sont appliqués à une unité de commande 25 La référence 26 désigne un dispositif destiné à fixer la dureté désirée (valeur désirée) dans le rouleau Le signal de couple n'est pas appliqué ici à l'unité de commande 25 (contrairement au cas de la figure 1), et on peut donc éviter ainsi un glisse- ment entre le rouleau 9 et les cylindres de support ( 7, 8). Une certaine différence de vitesse appliquée entre les cylin- dres de support ( 7, 8) entra ne automatiquement une certaine dureté (tensions de la matière dans le rouleau 9) Une cer- taine valeur désirée pour la différence de vitesse est fixée dans le dispositif 26, et cette différence est comparée avec la différence obtenue (par exemple en 24), dans une boucle de commande fermée ( 25). La commande de vitesse donne pour le couple une courbe ayant la forme représentée sur la figure 5, c'est-à- dire la même que dans le cas classique à vitesse constante. la commande de la dureté (des tensions) dans le rouleau terminé, par la seule commande de la différence de vitesse peut quelquefois ne pas convenir, du fait que des va- riations de la tension du papier, F et de la pression P du cylindre d'appui, etc peuvent créer certains problèmes. Un générateur d'impulsions 24 est associé au rouleau terminé 9 de façon à compter le nombre de spires enroulées. Connaissant le nombre de spires enroulées et la longueur en- roulée (qui est obtenue au moyen des générateurs d'impulsions 22, 23), ainsi que le poids du papier par unité de surface (qui est enregistré dans la machine à papier), on peut calcu- ler une valeur de la densité (dureté) du rouleau terminé 9: Variation de quantité de parte: AM = poids par unité de sur- face x longueur (L) x largeur. Variation volumétrique: a V = k x (D 2 _ D 122) x largeur. (Voir la figure 4) S r M k x oids par unité de surface x L (kg/m 3) i 2 Une variation de densité dans le rouleau 1 produit une variation d'épaisseur (en 21) et conduit à un changement de la relation de vitesse entre le moteur 10 et le moteur 11. Avec une commande prioritaire de la densité, corri- gée pour tenir compte des variations de l'épaisseur de la feuille de papier, on obtient une commande considérablement améliorée pour le profil des efforts qui sont incorporés dans lb rouleau terminé. Ia commande de densité peut également agir directe- ment sur la commandede vitesse, sans avoir à passer par l'in- termédiaire de la commande de différence de vitesse, si on peut réaliser une mise à jour suffisamment rapide de la valeur de densité. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent 4 tre apportées au procédé décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Procédé de commande de la tension d'une matière enroulée en un rouleau de papier, ce rouleau étant enroulé à l'aide de deux cylindres de support ( 7, 8) entraînés par des organes d'entra nement individuels ( 10, 11), caractérisé en ce qu'on mesure la vitesse des cylindres de support ( 7, 8) ou de leurs organes d'entraînement ( 10, 11), et on applique les signaux de vitesse à une unité de commande ( 25) pour les or- ganes d'entraînement, afin de commander la tension incorporée dans le rouleau ( 9) au moment o il est enroulé, conformément à la différence de vitesse entre les cylindres de support sur lesquels repose le rouleau de papier. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on mesure le nombre de spires enroulées$ la longueur de feuille enroulée, et le poids par unité de surface du papier, on applique les signaux résultante à un dispositif ( 17) desti- né à calculer la densité, et on utilise le signal de densité en tant que signal de commande de niveau supérieur pour com- mander la tension du rouleau. 3 Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on applique le signal de densité à des dispositifs de commande de vitesse ( 12, 13) des moteurs, ou à l'unité de com- mande, pour effectuer une-commande de la différence de vitesse.