Brevet FR2542722A1 — publié le 19840921

La présente invention concerne un ensemble optoélectronique compact destiné à programmer la longueur de défilement d'un ruban métallique, plastique ou textile, utilisé soit dans des installations d'impression de type presse à dorer, soit dans des installations réalisant des opérations de coupe, de découpe de ruban, dont la longueur et l'espacement sont réguliers ou variables On utilise souvent, dans les installations d'impressic de dorures, de tissus ou de plastique , des dispositifs semblables comprenant une presse imprimante animée d'un mouvement vertical de va-et-vient qui plaque un ruban circulant entre cette presse portant une matrice et le matériel à façonner ou a décorer . lie mouvement de va-etvient de la presse commande généralement . la rotation . des rouleaux portant le ruban. On a représenté sur la figure I le principe général d'une telle installation sur laquelle ona a adapté la présente invention afin d'automatiser et synchroniser le fonctionnement. En se reportant à la figure I on trouve le cylindre (I) sur lequel est stocké le ruban (2) qui constitue la matière première servant à l'impression ou au matricage Ce ruban peut être formé soit par un film métallique destiné à la dorure ou à l'argenture, soit par un fiim plastique utilisé popr le moulage en relief par thermocompression, soit encore par tout autre matériau à coller ou à mouler La presse portant la matrice (3) est animée d'un mouvement de va-et-vient vertical qui commande la rotation des cylindres ( ) ou (4) lies rouleaux (4) et (5) sont accolés l'un contre l'autre, éventuellement enrobés de caoutchouc, afin d'assurer le tirage et l'entrainement du ruban (2) après son utilisation partielle Dans l'exemple. de fonctionnement que nous présentons ici le mouvement d'entrainement des rouleaux (4) et (5) est obtenu au moyen d'un moteur (6) dont la rotation est synchronisée avec le mouvement de la presse (3) . Cette synchronisation était assurée jusqu'à maintenant soit manuellement soit par des dispositifs mécaniques ou électriques qui agissaient sur la rotation du moteur (6) lorsque la presse (3), en se soulevant, libérait le ruban (2). L'ensemble de l'installation était complété par un rouleau récupérateur (7) commandé par une courroie qui extrayait~-le ruban (2)pour le recuperer . Ces dispositifs trésentent, quel que soit le système de synchronisation utilisé, de nombreux inconvénients et notamment - une tension discontinue du filin ou du ruban extrait de la presse, - un risque important de déchirure du ruban ou du filin au cours de sa récupération sur le rouleau (7) - un réglage délicat de la synchronisation du fonctionnement de la presse et de l'enroulement continu du filin ou du ruban , - un désaxement de l'enroulement lors de la récupération du filin au niveau du cylindre récupérateur (7), - une récunération du ruban. difficile après stockage sur le cylindre (7) Pour pallier à ces inconvénients il a déjà été propose des dispositifs voisins dotés de capteur optoelectronique Ce dernier commande directement l'enroulement ou le déroulement du ruban à partir de la tension d'extraction appréciée au moment oU la presse en se relevant le libère . Suivant la description d'invention connue le dispositif optoélectronique de commande d'enroulement du ruban est porté sur un chassis sur lequel repose un rouleau . Ce rouleau, dans son mouvement, laisse défiler un ruban. a rotation entraine un cylindre dont les côtés latéraux sont munis de fentes . Une source lumineuse est fixée à l'intérieur d'un autre boitier muni aussi de fentes et placé dans le cylindre principal. L'ensemble permet de démultiplier à volonté la fréquence des impulsions lumineuses émises par la source en fonctîondS1fferentes vitesses de rotation des cylindres entre eux. Un photocapteur fixé à I'extérieur perçoit ces impulsions lumineuses et les transforme en impulsions électriques. Ces impulsions comptabilisées conmandent la rotation d'un moteur à courant continu et à aimant permanent Ce moteur extérieur au chassis anime le cylindre enrouleur constitué d'un manchon central renforcé et fendu facilitant son extensibilité. Celle-ci est obtenue au moyen de flasquestronconiques placés sur l'arbre porteur Pour faciliter le montage et le démontage de ce manchom, l'arbre porteur est fixé seulement par l'une de ses extrêmités au chassis du montage et peut être démonté par simple dévissage d'un boulon. Ce type d'invention actuellement connue, quoique facilitant la commande du défilement du ruban, la récupération de ce dernier après utilisation et le démontage de l'ensemble, présente encore de nombreux inconvénients, et notamment - une limitation dans la longueur des rouleaux entraineurs de ruban , limitation dûs au fait que ces dits rouleaux fixes à une seule de leurs extrêmités ne peuvent avoir une portée infinie . En effet, ils se désaxent rapidement en fonction de leur longueur. - une mécanique onéreuse et encombrante une faible compacité de ltensemble. - un ensemble mécanique, moteur, pignons et dispositif optoélectronique , dispersé, difficile à protéger . La présente invention permet de pallier ces ces inconvénients en présentant un ensemble compact et étanche, réunissant dans un faible volume le moteur d'entrainement, les pignons et le dispositif optoélec- troniaue de commande d'entrainement des cylindres auto freir.éS. Ainsi définie l'invention dénommée " Dispositif optoélectronique commandant la longueur de défilement des rubans utilisés pour l'impression " est caractérisée en ce ou'elle comporte un cylindre creux contenant un moteur d'entrainement à aimant permanent / orne tar des flasques enprisonnant un cylindre souple et rigide au niveau de chanfrein creux destine à sa mise em forme un dispositif de freinage par friction, un carter étanche contenant les pignons et courroies de transmission , un rouleau entrainant le mécanisme optoélectronique de commande du moteur , une poutre d'assemblage portant les deux axes de soutien du cylindre dont l'un pivote , un dispositif de comptage électronique destiné à apprécier et à commander la longueur du ruban et sa vitesse de défilement . Ainsi définie la présente invention présent de nombreux avantages concernant l'appréciation exacte de la longueur du ruban utilisé, l'étanchéité , la compacité, la souplesse de fonctionnement L'invention sera mieux comprise grâce aux dessins annexés qui ne sont présentés qu'a titre indicatii et non limitatif d'un exemple de réalisation préférentielle La figure 2 représente l'ensemble du dispositif vu de l'extérieur La figure 3 schématise une vue en coupe longitudinale du tube . enrouleur et de son entrainement mécaniaue Les figures 4 et 5 représentent le dispositif optique permettant de générer des impulsions lumineuses en fonction du défilement du ruban. ruban. Celles-ci seront trans- formées en impulsions électriques par un traitement électronique appropré. Les figures 6 et 7 schématisent le systeme de freinage par friction et son adaptation sur le rouleau contenant le ruban avant ou après utilisation lies figures- 8 et 9 représentent l'axe pivotant du cylindre et son mouvement de rotation destiné à le dit cylindre En se reportant à la figure 2 et suivant une caractéristique importante de l'invention , on trouve le schéma d'ensemble vu de l'extérieur. Ce dispositif comporte un cylindre (7) réalisé en plastique à la fois rigide et souple fendu sur toute sa longueur au niveau (II) . Ce cylindre creux (7) porte le rouleau de ruban (2) utilisé et contient à l'interieur un moteur (IO) d'entrainement. Ce moteur à aimant permanent, d'une puissance de I cheval, est asservi par l'électronique,commandé par un dispositif optique à fente (15). La vitesse du moteur est proportionnelle à la tension électrique d'alimentation que l'on applique et que l'on fait varier de O à 220 v suivant la vitesse de défilement choisie . le cylindre creux (7) est maintenu à ses extrémités par deux flasques (I2) démontables, dont l'une placée à l'opposé du carter, est escamotable le ruban (2) se déroule sur un rouleau secondaire (I6) de diamètre déterminé qui tourne librement sur l'extrêmité de ses axes qui portent les roulement (22) Une des extrémités du rouleau (I6) pénétre dans le carter et entraine un dispositif optique (I5) tournant, destiné à générer des impulsions lumineuses en fonction de la vitesse de rotation de ce rouleau et de la longueur de défilement du ruban (2) .L'autre extrêmité du rouleau (I6) est notée par un bras de soutien (I8) portant un autre roulement (22) raccordant l'ensemble à la poutre de base (I7) . Cette disposition a pour objet de maintenir le rouleau (I6) dans le même plan parallèle que le cylindre creux (7) le circuit électronique chargé de transformer les impulsions lumineuses en impulsions électriques destinées à commander le moteur est enfermé dans un carter étanche (14) . Ce dernier contient en outre l'axe support du moteur d'entrainement , ainsi que le pignon d'entrainement (21). A l'opposé du carterXle cylindre (7) est soutenu par un bras (20) qui pivote au niveau (I9) lorsau'on l'isole des flasques (12), par dévissage du boulon (I3). Cette disposition, qui sera décrite ci-après, permet de dégager le cylindre creux (7) pour récupérer le ruban ( Suivant une caractéristique importante de l'invention, on a représente sur la figure 3 une coupe comprenant le tube enrouleur ou dérouleur , son dispositif d'entrainement et ses axes de fixation et de soutien. En se reportant à la figure 3 on trouve le tube (7) réalisé em matière plastique souple et rigide et qui forme un cylindre. Ce cylindre nui porte le ruban (2) est fendu sur toute sa longueur au niveau (II de façon à modifier son diametre lorsque, libéré, on désire récupérer le ruban . Le cylindre est porté par deux flasques (I2) métalliques garnis sur toute la circonférence d'une gorge interne chanfreinée (24) destinée à recevoir les extrêmoités du cylindre (7) et à le soutenir.Pour maintenir la position du cylindre (7) dans ses gorges (24) et éviter que ce dernier ne s'en échappe, les rebords inférieurs du chanfrein ont été surélevés au niveau (27) de façon a' constituer un guide et un appui pour le cylindre (7) lorsqu'il tourne . lie chanfrein (24) et cette bague cylindrique (27) constituent un dispositif a friction dont on commande l'effet par le serrage de la vis de réglage (I3) qui agit sur les flasques (12) au niveau du roulement (23) .Ce flasque est situé sur le partie opcosee à celle du carter (I4) A l'intérieur du cylindre (7) et dans son axe se trouve le moteur d'entrainement (IO)oui fonctionne de 2 à 210 v avec une alimentation en courant continu Ce moteur à aimant permanent peut développer dans notre exemple I CV et on utilise pour le fonctionnement de l'ensemble sa force contre électromotrice pour constituer un arrêt modulé Porté par le carter Principal (14.), il entraine le mouvement de rotation du cylindre (7) au moyen des pignons (25) r L'ensemble de ces pignons et courroies de transmission (26) entraine le pignon principal (21) dont le diamètre est égal au diamètre du cylindre (7) Une poutre d'assemblage réunit (17) le carter (14)au bras de soutien (20) au niveau d'un axe de pivo- tement (19) . Cette disposition permet de maintenir l'ensemble du cylindre (7) dans un plan horizontal par rapport à l'ensemble du système . le bras de soutien porte l'autre extrémité du cylindre (7) au niveau du roulement (23) au moyen d'une vis de serrage et de réglage (I3) . Cette vis permet de serrer plus ou moins les flasques (I2) et crée ainsi une rigidité au cylindre (7) Suivant une autre caractéristique de l'invention on a dessine sur les figures 4 et 5 le dispositif optoélectronique qui commande le mouvement de rotation du moteur d'entrainement (IO) L'ensemble de ce dispositif est fixé à l'extrêmité de l'axe - (I6) qui pénétre dans le carter (I4) .Cet axe creux(16) tourne librement grâce aux roulements (22) placés a' ses extrémités . Elle est entrainée par le désilement du ruban (2) . la fixation dans le carter de l'ensemble du dispositif octoélectronique à l'axe (16) est obtenue au moyen de labagui35) solidaire de l'axe (16) qui repose sur l'un des rolements (22) ?ar l'intermédiaire d'un autre roulement à billes (33) lit axe (35) entraine un disque (34) oui porte une couronne (27) garnie de fentes (31) également espacées A l'intérieur de cette couronne (27), sur la partie haute du dessin, on a logé un second cylindre (29) dont la partie latérale est garnie de fentes et contient une source de lumière (28) . Enfin, à I'extérieur de la couronne (27), face au cylindre (29) se trouve fixé le photocapteur (30) qui perçoit les impulsions lumineuses issues des fentes (31) suivant la vitesse de rotation du disque (34) . La vitesse de rotation du disque (34) est proportionnelle à la longueur de défilement du ruban (2) glissant sur le barreau (16) en l'entraînant Suivant une autre caractéristique importante de l'invention on a représenté sur les figures 6 et 7 le rouleau à friction stockant le ruban (2) avant son utilisation Be ruban est stocké sur une bobine placée indépendamment de l'ensemble du dispositif en amont ou en aval. Elle tourne sur un arbre (44) situé dans un plan parallèle au cylindre enrouleur (7) La bobine (46) est calée par deux flasques coulissant (38) et (43) sur 11arbre (44) et s' immobilisent au moyen de vis de blocage (4I) le flasque (38) est garni sur sa partie interne d'un disque de friction (36). La jonction de ce disque (36) sur le flasque (38) est réalisée au moyen de vis (39). Pour maintenir la rondelle de friction (36) dans un plan vertical souple et rigide, les vis (39) sont garnies de ressorts (37) assurant une élasticité à l'ensemble . lies vis (3 ) et le ressort (37) sont logés dans les orifices (40) usinés dans la flasque (38). Ils se- fixent sur le disque (36) et prennent appui dans les orifices (40) au niveau de l'épaulement (45) .Cet assemblage permet une fixation du ruban (2.) qui peut tourner régulièrement sur l'arbre (44) avec une friction à la fois réglable et souple grâce au disque (36) Suivant une autre caractéristique de l'invention, on a représenté sur les figures 8 et 9 le bras pivotant et son mouvement portant ltextrêmité du cylindre (7) non fixée au carter (I4) Ce bras pivotant est constitué d'une tige (20) fixée à sa base à la poutre de raccordement (I7) par un axe rond (I9) . Ce bras qui pivote autour de l'axe (I9) ( suivant la figure 8 ) porte une des flasque (I2) destinées au maintien de la partie du cylindre (7) sur la face opposée au carter . La fixation au flasque (I2) est obtenue par un vissage au moyen de l'écrou (I3) . Le flasque (I2) porté par la tige (20) est un flasque libre qui se détache du cylindre (7) par dévissage du boulon (I3) .Lorsque cette dernière opération est réalisée on récupère le cylindre (7) en le déboitant de son autre extrémité par effacement Cette opération s'obtient lorsque la tige (20) s'abaisse en tournant sur son axe (I9) solidaire de la poutre (I7) Fonctionnement Sur la figure 2 on a représenté l'ensemble du dispositif destiné à extraire le ruban (2) enroulé sur sa bobine dotée d'un mécanisme à friction décrit aux figures 6 et 7 in se reportant à la figure 2 cette extraction est obtenue au moyen d'un cylindre (7) entrainé par un moteur à aimant permanent (IO) grce à un jeu de pignons et de courroies de transmission logé a 1'intérieur du carter (I4) .Entre la bobine (43) et le cylindre entraineur (7) le ruban (2) traverse la presse à impression et entraine un rouleau (I6) à faible inertie . On commande la vitesse de rotation du moteur en réglant sa tension d'alimentation qui peut varier dans notre exemple de 2 à 50 volts . Le ruban (2) est à 11 origine coincé dans la fente (11) du cylindre enrouleur (7) . Il est tiré par ce cylindre et de ce fait entraîne le rouleau (16). Ce dernier anime le dispositif optoélectronique placé dans le carter (I4) en faisant tourner le disque (34) proportionnellement à la longueur de défilement du ruban (2). lie disque (34) entraine les fentes (31) qui passent devant le dispositif lumineux (29) à des fréquences proportionnelles à la vitesse de déroulement du ruban (2) . Cette fréquence lumineuse est captée par le phototransistor très sensible (30) pour être transformés en fréquence d'impulsion électrique de commande de moteur lie nombre d'impulsions électriques peut être imposé au préalable par un détecteur électronique classique à un étage comportant un transistor à grand gain . le nombré d'impulsions compté et fixe préalablement va commander le départ et l'arrêt du moteur (IO) et correspondra longueur de défilement du ruban très précise . Cette commande obtenue par un compteur électronique classique à relais placé directement entre le dispositif optique (30) et l'alimentation du moteur (Io) ou suivant le cas relayé par un cable de commande à distance On détermine un nombre d'impulsions au moyen du détecteur électroniaue qui fixera un nombre fini d'impulsions lumineuses au delà duquel le moteur sera coupé . L'entrainement du cylindre (7) cessera La longueur de défilement du ruban pourra être ainsi prévue, Droarammée à l'avance , et constituer l'élément de commande du dispositif Revendication I Dispositif optoélectronique de commande de longueur de défilement d'un ruban caractérisé en ce qu'il comporte un cylindre creux portant le ruban et contenant un moteur d'entrainement à aimant permanent et borné par des flasques emprisonnant un tuyau souple et rigide au niveau du chanfrein creux de mise en forme, un dispositif de freinage par friction, un carter étanche contenant les pignons et courroies de transmission, un rouleau tournant librement et entrainant le mécanisme optoélectronique commandant le moteur , une poutre d'assemblage portant les deux axes de soutien du cylindre dont l'un pivote, un dispositif de comptage électronique servant à apprécier et à commander la longueur et la vitesse de défilement du ruban Revendication 2 Dispositif selon la revendication I caractérisé en ce que la longueur de défilement du ruban utilisé est déterminée au moyen d'un mécanisme optoélectroniaue (I5) constitué d'un cylindre (34) dont les parois latérales (27) sont pourvues de fentes (31) également espacées, servant à créer des impulsions lumineuses transformées en impulsions électriques de commande par un photocapteur Revendication 3 Dispositif selon la revendicstion I caractérisé en ce que le mécanisme optoélectrique (I5) est'éclairé au moyen d'une source lumineuse (28) enfermée dans un petit cylindre (2a.) de faible volume par rapport au cylindre (34) dans lequel il est logé, le cylindre (2O) est lui-même constitué de parois latérales portant des fentes régulièrement espacées Revendication 4 Dispositif selon la revendication I caractérisé en ce que le moyen de multiplier le nombre d'impulsions perçues par le thotocapteur (30) est obtenu au moyen d'un réglage de position du cylindre (29) placé dans le cylindre (34) Revendication 5 Dispositif selon la revendication I caractérisé en ce que la commande du moteur (IO) d'entrainement est obtenue au moyen d'un nombre prédéterminé ou comptabilisé d'impulsions électriques issues du photocapteur (30) et traitées par un détecteur électronique à un étage remplissant à la fois une fonction amplificatrice et une fonction de mise en forme , ces deux fonctions sont obtenues par l'emploi d'un phototransistor à lentilles très sensible associé à un transistor à grand gain constituant un comptage ponctuel. Revendication 6 Dispositif selon la revendication I caractérisé en ce que la précision des manoeuvres de mesure ou d'entrainement est obtenue au moyen d'un moteur (IO) à aimant permanent, réglable an vitesse en fonction d'une tension dalimentatiom et dont la force contre électromotrice assure l'arrêt instantanné Revendication 7 Dispositif selon la revendication I earactérisé en ce que les risques de rupture du ruban sont éliminés du chanfrein t24) qui est situe sur le coté moteur de ltextrêmite du tube (7) qui l'entraîne avec~une friction réglable par la vis de serrage (.22) Revendication 8 Dispositif selon la revendication I caractérisé en ce que le cylindre enrouleur (7) porte' par deux flasques (12) peut être facilement démonté au moyen d'un montant (20) pivotable autour d'un axe (I9)fixé au bâtit (I7) et oui porte l'un des deux flasques par une vis (13) . Revendication 9 Dispositif suivant la revendication I caractérisé en ce que le moyen de protéger l'ensemble électronique et mécanique du dispositif est un carter étanche (I4) contenant le dispositif optoélectronique (I5) , les pignons et courroies (25) (26) d'entraine~ ment et portant l'axe du moteur à aimant permanent (IO).